JP2008281927A - Variable magnification optical system, imaging apparatus and digital equipment - Google Patents

Variable magnification optical system, imaging apparatus and digital equipment Download PDF

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    • G02B15/143105Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged +-+

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact variable magnification optical system which has high performance and high variable magnification. <P>SOLUTION: The variable magnification optical system 1 has first to third lens groups 11 to 13 having positive, negative and positive optical powers respectively, in order from an object side. When the magnification is varied from a wide-angle end to a telephoto end, the interval between the first lens group 11 and the second lens group 12 increases and the interval between the second lens group 12 and the third lens group 13 decreases. The first lens group 11 includes at least one negative lens and the second lens group 12 includes a negative lens whose concave surface faces an image side on the most object side. Further, when the Abbe number of the negative lens closest to the object side in the second lens group 12 is νd<SB>2</SB>and the average Abbe number of the negative lens in the first lens group 11 is νd<SB>1n</SB>, following two conditional expressions are satisfied: νd<SB>2</SB><30 and 50>νd<SB>1n</SB>>30. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、オプティカルユニット等に用いられる変倍光学系であって、特に小型で高変倍でありながら色収差を良好に補正できる変倍光学系、その変倍光学系を備える撮像装置及びその撮像装置を搭載したデジタル機器に関するものである。   The present invention relates to a variable magnification optical system used in an optical unit or the like, and in particular, a variable magnification optical system capable of satisfactorily correcting chromatic aberration while being small and highly variable in magnification, an imaging apparatus including the variable magnification optical system, and an imaging thereof The present invention relates to a digital device equipped with the device.
近年、デジタルカメラは急速に普及し、単にパーソナルコンピュータに画像を取り込むための手段にとどまらず、従来の銀塩カメラと同様に写真を残すための道具として広く用いられるようになりつつある。それに伴い、より小型で、高変倍や広角などより高機能のズームレンズが要望されている。一方、撮像素子の画素数は年々増加の傾向にあるため、更に高い光学性能を達成することが要求されている。また、カムコーダなどの主に動画を取り込む機器においても、静止画撮影機能やハイビジョンへの対応などを背景として、従来以上に高い光学性能が要求されるようになっている。   In recent years, digital cameras have rapidly become widespread and are not only used for capturing images into personal computers, but are also widely used as tools for leaving photographs in the same manner as conventional silver halide cameras. Accordingly, there is a demand for a zoom lens that is smaller and has higher functions such as high zoom ratio and wide angle. On the other hand, since the number of pixels of the image sensor tends to increase year by year, it is required to achieve higher optical performance. Also, devices that mainly capture moving images, such as camcorders, are required to have higher optical performance than ever, against the backdrop of support for still image shooting functions and high vision.
このような要望を満足するズームレンズ系として、例えば、物体側から順にズーミングの際に不動で正の光学的パワーを有する第1レンズ群、負の光学的パワーを有し光軸に沿って移動することで変倍を行う第2レンズ群、ズーミングに際して像面の位置を一定に保つために光軸に沿って移動する第3レンズ群、及び、正の光学的パワーを有し結像作用を担う第4レンズ群を配置してなる正先行型のズームレンズが知られている(例えば、特許文献1)。   As a zoom lens system satisfying such a demand, for example, a first lens group that has a positive optical power that does not move during zooming in order from the object side, and moves along the optical axis having a negative optical power. A second lens group that performs zooming, a third lens group that moves along the optical axis to keep the position of the image plane constant during zooming, and an imaging function that has positive optical power. A front-leading zoom lens in which a responsible fourth lens group is arranged is known (for example, Patent Document 1).
また、カムコーダ用に好適なレンズとして、物体側から順にズーミングの際に不動で正の光学的パワーを有する第1レンズ群、負の光学的パワーを有し光軸に沿って移動することで変倍を行う第2レンズ群、ズーミングに際して不動の第3レンズ群、及び、ズーミングに際して像面の位置を一定に保つために光軸に沿って移動する第4レンズ群を配置してなる正先行型のズームレンズも知られている(例えば、特許文献2)。
特開2005−43630号公報 特開平8−248317号公報
In addition, as a suitable lens for a camcorder, a first lens unit that has a positive optical power that does not move during zooming in order from the object side, and has a negative optical power that moves along the optical axis. A positive leading type in which a second lens group that performs magnification, a third lens group that does not move during zooming, and a fourth lens group that moves along the optical axis in order to keep the position of the image plane constant during zooming The zoom lens is also known (for example, Patent Document 2).
JP 2005-43630 A JP-A-8-248317
一般に、ズームレンズにおいて一定サイズを保ちつつ高変倍化しようとすると、各レンズ面の光学的パワーが強くなり、諸収差が悪化する傾向がある。ザイデル収差は非球面の面数を増やしたり、高屈折率材料を用いたりする等によりある程度の改善は可能である。しかし、軸上色収差や倍率色収差などの色収差は、DOE(Diffractive Optical Elements)などの回折素子や蛍石などの特殊材料を用いたり、あるいはレンズ枚数を増やしたりしない限り、その改善は困難である。特に、一次の色収差の補正は言うまでもなく、望遠端での軸上色収差の二次スペクトル、広角端での倍率色収差の二次スペクトルの低減が大きな課題となる。   In general, when zooming in a zoom lens while maintaining a certain size, the optical power of each lens surface tends to increase and various aberrations tend to deteriorate. Seidel aberration can be improved to some extent by increasing the number of aspheric surfaces or using a high refractive index material. However, it is difficult to improve chromatic aberration such as longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration unless a diffractive element such as DOE (Diffractive Optical Elements) or a special material such as fluorite is used or the number of lenses is increased. In particular, the correction of the primary chromatic aberration, as well as the reduction of the secondary spectrum of axial chromatic aberration at the telephoto end and the reduction of the secondary spectrum of lateral chromatic aberration at the wide-angle end, are significant issues.
例えば、特許文献1では光軸方向に分散が変化する媒質を用いて残存色収差の低減を狙っている。しかし、そのような特性を有する媒質を使用することは生産性やコストの点で懸念がある。また、特許文献2では各レンズ群の分散値と部分分散比を適切に設定することで、残存色収差の低減を狙っている。しかしながら変倍比は8倍程度であって、十分な高変倍とは言い難い。さらに、大きな口径が必要となる第1レンズ群に蛍石などの低分散材料のレンズを複数枚使用しており、コストの点で懸念がある。また、色収差の補正の自由度を確保するためにレンズ枚数を増やしたり、あるいは収差の発生量を小さくする為に各レンズの屈折力を弱くしたりすることも有効であるが、コストやサイズの点で懸念がある。   For example, Patent Document 1 aims to reduce residual chromatic aberration by using a medium whose dispersion changes in the optical axis direction. However, there is a concern in terms of productivity and cost to use a medium having such characteristics. Patent Document 2 aims to reduce residual chromatic aberration by appropriately setting the dispersion value and partial dispersion ratio of each lens group. However, the zoom ratio is about 8 times, which is not a sufficiently high zoom ratio. Furthermore, since a plurality of lenses of low dispersion material such as fluorite are used in the first lens group that requires a large aperture, there is a concern in terms of cost. It is also effective to increase the number of lenses to ensure the degree of freedom in correcting chromatic aberration, or to reduce the refractive power of each lens in order to reduce the amount of aberration generated. There is concern in terms.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、小型で高い性能を有し、コスト的にも優れたバランスを保持しつつ高変倍化を達成した変倍光学系、これを備えた撮像装置及びデジタル機器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is a variable magnification optical system that achieves high magnification while maintaining a good balance in terms of cost with a small size, high performance, It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus and a digital device provided with this.
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては次の通り定義されているものとする。
(a)屈折率は、d線の波長(587.56nm)に対する屈折率である。
(b)アッベ数は、d線、F線(486.13nm)、C線(656.28nm)に対する屈折率を各々nd、nF、nC、アッベ数をνdとした場合に、
νd=(nd−1)/(nF−nC)
の定義式で求められるアッベ数νdをいうものとする。
(c)面形状に関する表記は、近軸曲率に基づいた表記である。
(d)レンズについて、「凹」、「凸」又は「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍(レンズの中心付近)でのレンズ形状を表しているもの(近軸曲率に基づいた表記)とする。
In order to solve the above technical problem, the present invention provides a variable magnification optical system, an imaging apparatus, and a digital apparatus having the following configurations. Note that the terms used in the following description are defined in the present specification as follows.
(A) A refractive index is a refractive index with respect to the wavelength (587.56 nm) of d line | wire.
(B) Abbe number is determined when the refractive index for d line, F line (486.13 nm) and C line (656.28 nm) is nd, nF, nC and Abbe number is νd, respectively.
νd = (nd−1) / (nF−nC)
The Abbe number νd obtained by the definition formula
(C) The notation regarding the surface shape is a notation based on the paraxial curvature.
(D) When the notation “concave”, “convex” or “meniscus” is used for the lens, these represent the lens shape near the optical axis (near the center of the lens) (based on the paraxial curvature) Notation).
本発明の一局面に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、を少なくとも含み、広角端から望遠端への変倍において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間の間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間の間隔が減少し、前記第1レンズ群は少なくとも1枚の負レンズを含んで構成され、前記第2レンズ群は最も物体側に像側へ凹面を向けた負レンズを含んで構成されてなり、下記(1)及び(2)の条件式を満たすことを特徴とする(請求項1)。
νd<30 ・・・(1)
50>νd1n>30 ・・・(2)
但し、νd:第2レンズ群内の最も物体側の負レンズのアッベ数
νd1n:第1レンズ群内の負レンズの平均アッベ数
A variable magnification optical system according to one aspect of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a positive optical power, a second lens group having a negative optical power, and a positive optical power. A third lens group having at least a distance between the first lens group and the second lens group in zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the second lens group and the second lens group. The distance between the three lens groups decreases, the first lens group includes at least one negative lens, and the second lens group includes a negative lens with a concave surface facing the image side closest to the object side. (1) and (2) below are satisfied (claim 1).
νd 2 <30 (1)
50> νd 1n > 30 (2)
Where νd 2 : Abbe number of the most object-side negative lens in the second lens group
νd 1n : Average Abbe number of the negative lens in the first lens group
上記構成において、前記第2レンズ群内の最も物体側に位置する負レンズが、下記(3)の条件式を満たすことが望ましい(請求項2)。
θg,F+0.001767*νd−0.6477>0.004 ・・・(3)
但し、θg,F:第2レンズ群内の最も物体側に位置する負レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比
なお、上式で「*」は乗算を、「/」は除算を示す。以下、同じ。
In the above configuration, it is desirable that the negative lens located closest to the object side in the second lens group satisfies the following conditional expression (3).
θg, F 2 + 0.001767 * νd 2 −0.6477> 0.004 (3)
However, θg, F 2 : Partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the negative lens located closest to the object side in the second lens group. “*” Indicates multiplication, and “/” indicates division. same as below.
上記構成において、前記第1レンズ群に含まれる負レンズが、下記(4)の条件式を満たすことが望ましい(請求項3)。
θg,F1n+0.001767*νd1n−0.6477<−0.004 ・・・(4)
但し、θg,F1n:第1レンズ群の前記負レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比の平均値
In the above configuration, it is desirable that the negative lens included in the first lens group satisfies the following conditional expression (4).
θg, F 1n + 0.001767 * νd 1n −0.6477 <−0.004 (4)
However, θg, F 1n : Average value of partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the negative lens of the first lens group
上記いずれかの構成において、前記第1レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも1枚が、下記(5)の条件式を満たすことが望ましい(請求項4)。
θg,F1p+0.001767*νd1p−0.6477>0.004 ・・・(5)
但し、θg,F1p:第1レンズ群の前記正レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比
In any one of the configurations described above, it is preferable that at least one of the positive lenses included in the first lens group satisfies the following conditional expression (5).
θg, F 1p + 0.001767 * νd 1p −0.6477> 0.004 (5)
However, θg, F 1p : Partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the positive lens of the first lens group
上記いずれかの構成において、下記(6)〜(8)の条件式を満たすことが望ましい(請求項5)。
1.7<f1/√(fw*ft)<4.8 ・・・(6)
−0.63<f2/√(fw*ft)<−0.08 ・・・(7)
0.21<f3/√(fw*ft)<1.25 ・・・(8)
但し、f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
fw:広角端における全系の焦点距離
ft:望遠端における全系の焦点距離
In any one of the above configurations, it is preferable that the following conditional expressions (6) to (8) are satisfied.
1.7 <f1 / √ (fw * ft) <4.8 (6)
−0.63 <f2 / √ (fw * ft) <− 0.08 (7)
0.21 <f3 / √ (fw * ft) <1.25 (8)
Where f1: focal length of the first lens group
f2: Focal length of the second lens group
f3: focal length of the third lens unit
fw: focal length of the entire system at the wide angle end
ft: focal length of the entire system at the telephoto end
上記いずれかの構成において、下記(9)の条件式を満たすことが望ましい(請求項6)。
10.0≦ft/fw ・・・(9)
In any of the above-described configurations, it is desirable that the following conditional expression (9) is satisfied (claim 6).
10.0 ≦ ft / fw (9)
本発明の他の局面に係る撮像装置は、請求項1〜6のいずれかに記載の変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする(請求項7)。   An imaging apparatus according to another aspect of the present invention includes the variable magnification optical system according to any one of claims 1 to 6 and an imaging element that converts an optical image into an electrical signal, and the variable magnification optical system. Is capable of forming an optical image of an object on the light receiving surface of the image sensor (Claim 7).
本発明のさらに他の局面に係るデジタル機器は、請求項7に記載の撮像装置と、前記撮像装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部と、を具備し、前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする(請求項8)。   A digital device according to still another aspect of the present invention includes: the imaging device according to claim 7; and a control unit that causes the imaging device and the imaging element to perform at least one of photographing a still image and a moving image. And the variable power optical system of the image pickup device is assembled on the light receiving surface of the image pickup device so as to be able to form an optical image of the subject (claim 8).
本発明によれば、物体側から順に、正・負・正の光学的パワーを有するレンズ群を含む変倍光学系において、第1レンズ群内の負レンズ及び正レンズ、及び第2レンズ群内の最も物体側のレンズの分散性を適切に設定している。このため、本発明に係る変倍光学系は、小型で高い光学性能を有し、コスト的にも優れたバランスを保持しつつ、高変倍比を達成することが可能である。したがって、小型・高性能・高変倍比の変倍光学系を備えた撮像装置を優れたコストバランスで実現することができる。そして、本発明に係わる撮像装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いれば、これらの機器の小型化、高性能化、高機能化、低コスト化に寄与することができる。   According to the present invention, in a variable magnification optical system including a lens group having positive, negative, and positive optical powers in order from the object side, the negative lens and the positive lens in the first lens group, and the second lens group The dispersibility of the lens closest to the object side is set appropriately. For this reason, the variable power optical system according to the present invention is small and has high optical performance, and can achieve a high zoom ratio while maintaining an excellent balance in terms of cost. Therefore, it is possible to realize an imaging device having a variable power optical system with a small size, high performance, and a high zoom ratio at an excellent cost balance. If the image pickup apparatus according to the present invention is used in a digital device such as a digital camera, it can contribute to downsizing, high performance, high functionality, and low cost of these devices.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
<変倍光学系の構成の説明>
図1は、本発明に係る変倍光学系1の説明のため、その構成を模式的に示した光路図である。この変倍光学系1は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子15の受光面(像面)上に物体の光学像を形成するものであって、物体側から順に、正の光学的パワーを有する第1レンズ群11、負の光学的パワーを有する第2レンズ群12及び正の光学的パワーを有する第3レンズ群13が配列され、広角端から望遠端への変倍時に第1レンズ群11と第2レンズ群12との間の間隔が増大し、第2レンズ群12と第3レンズ群13との間の間隔が減少する変倍光学系である。そして、第1レンズ群11は、少なくとも1枚の負レンズを含んで構成される。また、第2レンズ群12は、最も物体側に像側へ凹面を向けた負レンズを含んで構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Description of configuration of variable magnification optical system>
FIG. 1 is an optical path diagram schematically showing the configuration of the variable magnification optical system 1 according to the present invention for explanation. The variable magnification optical system 1 forms an optical image of an object on a light receiving surface (image surface) of an image sensor 15 that converts an optical image into an electrical signal. A first lens group 11 having an optical power, a second lens group 12 having a negative optical power, and a third lens group 13 having a positive optical power are arranged, and the first lens group 11 has a first optical power at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end. This is a variable magnification optical system in which the distance between the first lens group 11 and the second lens group 12 increases and the distance between the second lens group 12 and the third lens group 13 decreases. The first lens group 11 includes at least one negative lens. The second lens group 12 includes a negative lens having a concave surface facing the image side closest to the object side.
ここでは、第1レンズ群11が、物体側に凸の負メニスカスレンズ111(少なくとも1枚の負レンズ)と両凸の正レンズ112とから構成され、第2レンズ群12が、物体側に凸の負メニスカスレンズ121(像側へ凹面を向けた負レンズ)と両凹の負レンズ122とから構成され、第3レンズ群13が両凸の正レンズ131のみで構成されている例を示している。第3レンズ群13の物体側には光学絞り14(開口絞り)が配置されている。このような変倍光学系1の像側には撮像素子15が配置され、これにより物体側の被写体光学像が、変倍光学系1によりその光軸AXに沿って適宜な変倍比で撮像素子15の受光面まで導かれ、撮像素子15により前記被写体の光学像が撮像されるものである。   Here, the first lens group 11 includes a negative meniscus lens 111 (at least one negative lens) convex to the object side and a biconvex positive lens 112, and the second lens group 12 is convex to the object side. Of the negative meniscus lens 121 (negative lens having a concave surface toward the image side) and a biconcave negative lens 122, and the third lens group 13 is composed of only a biconvex positive lens 131. Yes. An optical stop 14 (aperture stop) is disposed on the object side of the third lens group 13. An imaging element 15 is arranged on the image side of such a variable magnification optical system 1, whereby an object optical image on the object side is picked up by the variable magnification optical system 1 along the optical axis AX at an appropriate magnification ratio. The light is guided to the light receiving surface of the element 15, and an optical image of the subject is picked up by the image pickup element 15.
この変倍光学系1は、物体側から順に「正・負・正」の3成分を有する、所謂正リードの光学系である。一般に、望遠端での軸上色収差を補正するためには、軸上光線高さが高い第1レンズ群11内に負レンズが配置される。この負レンズとしては、高屈折率、低分散の特性をもつ材料からなるレンズを使用するのが一般的である。そのような材料を使用することで、第1レンズ群11内の面の光学的パワーを上昇させることなく効率的に軸上色収差補正を行うことができる。また、第2レンズ群12内の負の光学的パワーの大部分を担うレンズは、非常に強い光学的パワーが必要となることから高屈折率であることが望まれるが、色収差のバランスの点からあまり高分散側の硝材を使用することができない。このため、一般に比較的分散が小さい重ランタンフリント系の材料が用いられる。   The variable magnification optical system 1 is a so-called positive lead optical system having three components of “positive / negative / positive” in order from the object side. Generally, in order to correct axial chromatic aberration at the telephoto end, a negative lens is disposed in the first lens group 11 having a high axial ray height. As the negative lens, a lens made of a material having a high refractive index and low dispersion characteristics is generally used. By using such a material, axial chromatic aberration correction can be performed efficiently without increasing the optical power of the surface in the first lens group 11. In addition, the lens that bears most of the negative optical power in the second lens group 12 is required to have a high refractive index because it requires a very strong optical power, but it has a balance of chromatic aberration. Therefore, the glass material on the high dispersion side cannot be used. For this reason, a heavy lanthanum flint material having a relatively small dispersion is generally used.
しかしながら、このような正リード型の変倍光学系1を高変倍化していくと、広角端において+y方向の倍率色収差の二次スペクトルが、望遠端においては広角端と逆の−y方向の倍率色収差の二次スペクトルが残存し、通常の分散性をもつレンズの組み合わせではこれを低減することが困難となる。このため、倍率色収差の二次スペクトルを低減する為には、通常の分散性から逸脱した異常分散性を有した材料からなるレンズを用いることが効果的である。   However, when the magnification of the positive lead type variable magnification optical system 1 is increased, the secondary spectrum of lateral chromatic aberration in the + y direction at the wide-angle end is in the −y direction opposite to the wide-angle end at the telephoto end. A secondary spectrum of lateral chromatic aberration remains, and it is difficult to reduce this with a combination of lenses having normal dispersibility. For this reason, in order to reduce the secondary spectrum of lateral chromatic aberration, it is effective to use a lens made of a material having anomalous dispersion that deviates from normal dispersion.
本実施形態では、上記に鑑み、高変倍であっても色収差を良好に補正できるようにするために、第2レンズ群12内の最も物体側の負レンズ(負メニスカスレンズ121)のアッベ数をνd、第1レンズ群11内の負レンズ(負メニスカスレンズ111)のアッベ数(第1レンズ群11が複数の負レンズを含むときはその平均アッベ数)をνd1nとするとき、下記(1)、(2)の条件式を満たすものとされる。
νd<30 ・・・(1)
50>νd1n>30 ・・・(2)
In the present embodiment, in view of the above, the Abbe number of the most object-side negative lens (negative meniscus lens 121) in the second lens group 12 in order to satisfactorily correct chromatic aberration even at a high zoom ratio. Νd 2 and the Abbe number of the negative lens (negative meniscus lens 111) in the first lens group 11 (the average Abbe number when the first lens group 11 includes a plurality of negative lenses) as νd 1n , It is assumed that the conditional expressions (1) and (2) are satisfied.
νd 2 <30 (1)
50> νd 1n > 30 (2)
倍率色収差をコントロールするには、ズーミング中に軸外光線高さが大きく変化する第2レンズ群12内の分散性を適切に設定することが効果的である。特に第2レンズ群12内の最も物体側の負レンズは、広角端における軸外光線高さが最も大きくなるとともに、望遠端における軸上光線高さが、絞り14よりも物体側の領域において最も低くなる。したがって、この第2レンズ群12内の最も物体側の負レンズの分散性を適切に設定することにより、望遠端の軸上色収差に与える影響を最小限に抑制しつつ広角端の倍率色収差をコントロールすることが可能となる。   In order to control the lateral chromatic aberration, it is effective to appropriately set the dispersibility in the second lens group 12 in which the off-axis ray height changes greatly during zooming. In particular, the most object-side negative lens in the second lens group 12 has the highest off-axis ray height at the wide-angle end, and the highest on-axis ray height at the telephoto end in the region closer to the object side than the stop 14. Lower. Accordingly, by appropriately setting the dispersibility of the negative lens closest to the object in the second lens group 12, the lateral chromatic aberration at the wide angle end can be controlled while minimizing the influence on the axial chromatic aberration at the telephoto end. It becomes possible to do.
条件式(1)で規定されるアッベ数の領域の材料は、一般に部分分散比が“+”となる異常分散性を示す。したがって、通常の分散性を有する材料のレンズに比べ、長波長側の光線に比較して短波長側の光線を相対的に大きく−y方向に屈折させることができ、結果として、+y方向に残存する広角端における倍率色収差の二次スペクトルを減少させることが可能となる。   The material in the Abbe number region defined by the conditional expression (1) generally exhibits anomalous dispersion with a partial dispersion ratio of “+”. Therefore, compared with a lens made of a material having a normal dispersibility, the light on the short wavelength side can be relatively refracted in the -y direction as compared with the light on the long wavelength side, and as a result, it remains in the + y direction. It is possible to reduce the secondary spectrum of lateral chromatic aberration at the wide-angle end.
ここで、第2レンズ群12内の最も物体側の負レンズは、下記(10)の条件式を満足することが望ましい。なお条件式(10)において、hbは絞り位置で光軸と交差するように近軸トレースした光線における、第2レンズ群12の最も物体側のレンズ面における軸外光線高さで、入射角度1.0で規格化した場合の値である。
hb/fw≧1.5 ・・・(10)
hb/fwが条件式(10)の下限を下回った場合、軸外光線高さが低くなり前述の作用による効果が十分に発揮されない。
Here, it is desirable that the most object-side negative lens in the second lens group 12 satisfies the following conditional expression (10). In conditional expression (10), hb is the off-axis ray height on the lens surface closest to the object side of the second lens group 12 in the ray traced paraxially so as to intersect the optical axis at the stop position, and the incident angle 1 This is the value when normalized by 0.0.
hb / fw ≧ 1.5 (10)
When hb / fw falls below the lower limit of the conditional expression (10), the off-axis ray height becomes low, and the effect by the above-described action is not sufficiently exhibited.
望遠端における軸上色収差の補正の観点からは、条件式(1)を満足させることにより、第2レンズ群12による色収差補正が補正過剰気味になることが考えられる。すなわち、第2レンズ群12内の最も物体側の負レンズの焦点距離をf2nとすると、第2レンズ群12内の最も物体側の負レンズにより、−f2n/νdだけ、F線がC線の焦点位置からずれるが、ずれの方向はf2n<0であるので+方向であり、そのアッベ数νdが小さくなるので、ずれの量は大きくなって補正過剰気味となる。 From the viewpoint of correcting axial chromatic aberration at the telephoto end, it is conceivable that chromatic aberration correction by the second lens group 12 becomes overcorrected by satisfying conditional expression (1). That is, if the focal length of the negative lens on the most object side in the second lens group 12 and f 2n, the negative lens on the most object side in the second lens group 12, only -f 2n / [nu] d 2, F line Although it deviates from the focal position of the C-line, since the direction of deviation is f 2n <0, it is the + direction, and its Abbe number νd 2 becomes small, so the amount of deviation becomes large and the correction is overexposed.
一方、第1レンズ群11においては、第1レンズ群11内のi個目の負レンズの焦点距離をf1ni、アッベ数をνd1niとしたとき、第1レンズ群11内の負レンズによってΣ−f1ni/νd1niだけ、F線がC線の焦点位置からずれる。ずれの方向はf1ni<0であるので+方向であるが、条件式(2)の下限を上回るようにしてずれの量を小さくすることで、上述の第2レンズ群12による軸上色収差補正が過剰となった場合、第1レンズ群11によってバランスをとることが可能となる。しかし、条件式(2)の上限を上回ると、第1レンズ群11による色収差補正が不足気味となったり、又は第1レンズ群11の負レンズの面のパワーを強くする必要が生じ、像面湾曲等の収差が悪化したりする。 On the other hand, in the first lens group 11, when the focal length of the i-th negative lens in the first lens group 11 is f 1ni and the Abbe number is νd 1ni , the negative lens in the first lens group 11 makes Σ The F line deviates from the focal position of the C line by -f 1ni / νd 1ni . The direction of deviation is the positive direction because f 1ni <0, but the amount of deviation is reduced so as to exceed the lower limit of conditional expression (2), so that the above-mentioned second lens group 12 corrects longitudinal chromatic aberration. Can be balanced by the first lens group 11. However, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, correction of chromatic aberration by the first lens group 11 will be insufficient, or the power of the negative lens surface of the first lens group 11 will need to be increased, resulting in an image plane. Aberrations such as curvature deteriorate.
以上のことから、条件式(1)及び(2)の双方を満足させることで、変倍光学系1が高変倍になっても色収差を良好に補正できるようになる。従って、光学系を構成するレンズ枚数を増やしたり、或いは各レンズの屈折力を弱めたりする必要がなく、小型で且つ高変倍であって、色収差が良好に補正されたズームレンズを得ることが出来る。   From the above, satisfying both conditional expressions (1) and (2) makes it possible to correct chromatic aberration satisfactorily even when the variable magnification optical system 1 becomes highly variable. Therefore, it is not necessary to increase the number of lenses constituting the optical system or to weaken the refractive power of each lens, and it is possible to obtain a zoom lens that is small in size and has a high zoom ratio and in which chromatic aberration is well corrected. I can do it.
変倍光学系1において、広角端における倍率色収差の二次スペクトルの低減効果を一層高める観点からは、第2レンズ群12内の最も物体側に位置する負レンズ(負メニスカスレンズ121)が、当該負レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比をθg,Fとするとき、下記(3)の条件式を満たすものであることが望ましい。
θg,F+0.001767*νd−0.6477>0.004 ・・・(3)
とりわけ、下記(3a)の条件式を満たすものとすることで、より一層、広角端における倍率色収差の二次スペクトルを低減することができる。
θg,F+0.001767*νd−0.6477>0.01 ・・・(3a)
In the variable magnification optical system 1, from the viewpoint of further enhancing the effect of reducing the secondary spectrum of lateral chromatic aberration at the wide angle end, the negative lens (negative meniscus lens 121) located closest to the object side in the second lens group 12 is When the partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the negative lens is θg, F 2 , it is preferable that the following conditional expression (3) is satisfied. .
θg, F 2 + 0.001767 * νd 2 −0.6477> 0.004 (3)
In particular, by satisfying the following conditional expression (3a), the secondary spectrum of lateral chromatic aberration at the wide-angle end can be further reduced.
θg, F 2 + 0.001767 * νd 2 −0.6477> 0.01 (3a)
変倍光学系1において、第1レンズ群11に含まれる負レンズが、第1レンズ群11の負レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比の平均値をθg,F1nとするとき、下記(4)の条件式を満たすことが望ましい。
θg,F1n+0.001767*νd1n−0.6477<−0.004 ・・・(4)
In the variable magnification optical system 1, the negative lens included in the first lens group 11 is a partial dispersion defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the negative lens in the first lens group 11. When the average value of the ratio is θg, F 1n , it is desirable that the following conditional expression (4) is satisfied.
θg, F 1n + 0.001767 * νd 1n −0.6477 <−0.004 (4)
条件式(4)を満足することで、第1レンズ群11内の負レンズは、長波長側に比較して短波長側の光線の屈折力が相対的に弱くなる。このため、望遠端における軸上色収差の二次スペクトルを削減することが可能となる。また、正リード型の高変倍ズームレンズの望遠端においては、第1レンズ群11内の負レンズの発散面が原因で発生する非点収差の色差がしばしば問題となる。かかる非点収差の色差に関しても、条件式(4)を満足させることで短波長側の屈折力が相対的に弱まるため、軽減が可能となる。とりわけ、下記(4a)の条件式を満たすものとすることで、より一層、軸上色収差の二次スペクトルの低減効果、並び非点収差の色差の軽減効果を得ることができる。
θg,F1n+0.001767*νd1n−0.6477<−0.006 ・・・(4a)
By satisfying conditional expression (4), the negative lens in the first lens group 11 has a relatively weak refractive power of light on the short wavelength side as compared with that on the long wavelength side. For this reason, it is possible to reduce the secondary spectrum of axial chromatic aberration at the telephoto end. Further, at the telephoto end of the positive lead type high zoom lens, the astigmatism color difference caused by the diverging surface of the negative lens in the first lens group 11 often becomes a problem. The color difference of astigmatism can be reduced because the refractive power on the short wavelength side is relatively weakened by satisfying conditional expression (4). In particular, by satisfying the following conditional expression (4a), it is possible to further obtain the effect of reducing the secondary spectrum of longitudinal chromatic aberration and the effect of reducing the color difference of astigmatism.
θg, F 1n + 0.001767 * νd 1n −0.6477 <−0.006 (4a)
変倍光学系1において、第1レンズ群11に含まれる正レンズの少なくとも1枚(図1の例では正レンズ112)が、該正レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比をθg,F1pとするとき、下記(5)の条件式を満たすことが望ましい。
θg,F1p+0.001767*νd1p−0.6477>0.004 ・・・(5)
In the variable magnification optical system 1, at least one positive lens (positive lens 112 in the example of FIG. 1) included in the first lens group 11 is θg, F = (ng−nF) / (nF When the partial dispersion ratio defined by −nC) is θg, F 1p , it is desirable that the following conditional expression (5) is satisfied.
θg, F 1p + 0.001767 * νd 1p −0.6477> 0.004 (5)
第1レンズ群11に含まれる正レンズについても、条件式(5)の条件を満たす異常分散性をもつレンズとすることで、望遠端における軸上色収差の二次スペクトルをさらに削減することが可能となる。とりわけ、下記(5a)の条件式を満たすものとすることで、より一層、軸上色収差の二次スペクトルの低減効果を得ることができる。
θg,F1p+0.001767*νd1p−0.6477>0.01 ・・・(5a)
With respect to the positive lens included in the first lens group 11, it is possible to further reduce the secondary spectrum of axial chromatic aberration at the telephoto end by using a lens having anomalous dispersion that satisfies the condition (5). It becomes. In particular, by satisfying the following conditional expression (5a), the effect of reducing the secondary spectrum of longitudinal chromatic aberration can be obtained.
θg, F 1p + 0.001767 * νd 1p −0.6477> 0.01 (5a)
変倍光学系1において、第1レンズ群11の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群の焦点距離をf3、変倍光学系1全系の広角端における焦点距離をfw、望遠端における焦点距離をftとするとき、下記(6)〜(8)の条件式を満たすことが望ましい。
1.7<f1/√(fw*ft)<4.8 ・・・(6)
−0.63<f2/√(fw*ft)<−0.08 ・・・(7)
0.21<f3/√(fw*ft)<1.25 ・・・(8)
In the variable magnification optical system 1, the focal length of the first lens group 11 is f1, the focal length of the second lens group is f2, the focal length of the third lens group is f3, and the focal point at the wide angle end of the entire variable magnification optical system 1 system. When the distance is fw and the focal length at the telephoto end is ft, it is desirable that the following conditional expressions (6) to (8) are satisfied.
1.7 <f1 / √ (fw * ft) <4.8 (6)
−0.63 <f2 / √ (fw * ft) <− 0.08 (7)
0.21 <f3 / √ (fw * ft) <1.25 (8)
上記の条件式(6)は、第1レンズ群11の焦点距離の、√(fw*ft)で示されるズームポジションにおける変倍光学系1全系の焦点距離に対する比を規定する条件式である。条件式(6)の下限を下回ると、第1レンズ群11の光学的パワーが強くなり、変倍光学系1のコンパクト化の観点からは好ましいものの、第1レンズ群11での収差の発生量が大きくなり、特に像面湾曲と歪曲収差が大きく発生してしまう。このような収差を補正する為にはレンズの追加、又は非球面の追加が必要となり好ましくない。逆に、条件式(6)の上限を上回ると、収差補正上は有利にはなるが、光学系のコンパクト化の観点からは好ましくない。   Conditional expression (6) is a conditional expression that defines the ratio of the focal length of the first lens group 11 to the focal length of the entire zooming optical system 1 at the zoom position indicated by √ (fw * ft). . If the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the optical power of the first lens group 11 becomes strong, which is preferable from the viewpoint of making the variable magnification optical system 1 compact, but the amount of aberration generated in the first lens group 11. Increases, and particularly, curvature of field and distortion are greatly generated. In order to correct such aberration, it is not preferable because an additional lens or an aspherical surface is required. On the contrary, exceeding the upper limit of conditional expression (6) is advantageous in terms of aberration correction, but is not preferable from the viewpoint of compacting the optical system.
条件式(7)は、第2レンズ群12の焦点距離の、√(fw*ft)で示されるズームポジションにおける変倍光学系1全系の焦点距離に対する比を規定する条件式である。条件式(7)の下限を下回ると、第2レンズ群12の光学的パワーが強くなり、ズーミングの際の第2レンズ群12の移動量を減少できることからコンパクト化の観点からは好ましいが、第2レンズ群12での収差の発生量が大きくなり、特に像面湾曲と歪曲収差が大きく発生してしまう。このような収差を補正する為にはレンズの追加、又は非球面の追加が必要となり好ましくない。逆に、条件式(7)の上限を上回ると、収差補正上は有利にはなるが、コンパクト化の観点で好ましくない。   Conditional expression (7) is a conditional expression that defines the ratio of the focal length of the second lens group 12 to the focal length of the entire zooming optical system 1 at the zoom position indicated by √ (fw * ft). If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the optical power of the second lens group 12 becomes strong, and the amount of movement of the second lens group 12 during zooming can be reduced. The amount of aberration generated in the two lens group 12 increases, and in particular, field curvature and distortion are greatly generated. In order to correct such aberration, it is not preferable because an additional lens or an aspherical surface is required. On the contrary, exceeding the upper limit of conditional expression (7) is advantageous in terms of aberration correction, but is not preferable in terms of compactness.
条件式(8)は、第3レンズ群13の焦点距離の、√(fw*ft)で示されるズームポジションにおける変倍光学系1全系の焦点距離に対する比を規定する条件式である。条件式(8)の下限を下回ると、第3レンズ群13の光学的パワーが強くなり、コンパクト化の観点では好ましいが、第3レンズ群13での収差の発生量が大きくなり、特に球面収差とコマ収差が大きく発生してしまう。このような収差を補正する為にはレンズの追加、又は非球面の追加が必要となり好ましくない。逆に、条件式(8)の上限を上回ると、収差補正上は有利にはなるが、コンパクト化の観点で好ましくない。   Conditional expression (8) is a conditional expression that defines the ratio of the focal length of the third lens group 13 to the focal length of the entire zooming optical system 1 at the zoom position indicated by √ (fw * ft). If the lower limit of conditional expression (8) is not reached, the optical power of the third lens group 13 becomes strong, which is preferable in terms of compactness. However, the amount of aberration generated in the third lens group 13 increases, and in particular spherical aberration. And coma aberration will occur greatly. In order to correct such aberration, it is not preferable because an additional lens or an aspherical surface is required. On the contrary, exceeding the upper limit of conditional expression (8) is advantageous in terms of aberration correction, but is not preferable in terms of compactness.
さらに変倍光学系1は、下記(9)の条件式を満たすことが望ましい。
10.0≦ft/fw ・・・(9)
この条件式(9)は、変倍光学系1のズーム比を規定する条件式である。条件式(9)を満足するような高ズーム比、とりわけ20倍以上の高ズーム比をもつ変倍光学系1において、上記の構成が適用された場合、コンパクトさを確保しつつ倍率色収差及び軸上色収差を十分に抑制でき、本発明に係る効果を顕著に享受することができる。
Further, it is desirable that the variable magnification optical system 1 satisfies the following conditional expression (9).
10.0 ≦ ft / fw (9)
Conditional expression (9) is a conditional expression that defines the zoom ratio of the variable magnification optical system 1. In the variable magnification optical system 1 having a high zoom ratio satisfying the conditional expression (9), particularly a high zoom ratio of 20 times or more, when the above configuration is applied, the chromatic aberration of magnification and the axis are secured while ensuring compactness. Upper chromatic aberration can be sufficiently suppressed, and the effects according to the present invention can be remarkably enjoyed.
図1では、物体側から順に第1レンズ群11〜第3レンズ群13の3つのレンズ群が配置されている例を示したが、変倍光学系1は、例えば撮像素子15の受光面への軸外光線の入射角度をテレセントリックに近づける目的等のために、第3レンズ群13よりも像側に他のレンズ群を含んでいても良い。例えば、第3レンズ群13よりも像側に、正の光学的パワーを有する第4レンズ群と、正または負の光学的パワーを有する第5レンズ群を配置した構成とすることができる。或いは、第3レンズ群13よりも像側に、負の光学的パワーを有する第4レンズ群と、正または負の光学的パワーを有する第5レンズ群を配置した構成とすることができる。   Although FIG. 1 shows an example in which three lens groups of the first lens group 11 to the third lens group 13 are arranged in order from the object side, the variable magnification optical system 1 is, for example, to the light receiving surface of the image sensor 15. For the purpose of making the incident angle of the off-axis rays closer to telecentric, other lens groups may be included on the image side of the third lens group 13. For example, the fourth lens group having positive optical power and the fifth lens group having positive or negative optical power may be arranged on the image side of the third lens group 13. Alternatively, the fourth lens group having negative optical power and the fifth lens group having positive or negative optical power may be arranged on the image side of the third lens group 13.
次に、変倍光学系1の構成材料について説明する。第1〜第3レンズ群11〜13に含まれるレンズの材料としては特に限定はなく、各種ガラス材料やプラスチック材料からなる光学材料を用いることができる。プラスチック材料製のレンズを用いる場合、そのプラスチック材料としては、プラスチック材料中に最大長が30ナノメートル以下の粒子、特に無機粒子を分散させてなる素材を用いて成形したレンズを用いることが望ましい。このようなプラスチック材料製レンズを用いることで、温度変化による屈折率変化を極めて小さくすることができる。   Next, constituent materials of the variable magnification optical system 1 will be described. The material of the lenses included in the first to third lens groups 11 to 13 is not particularly limited, and optical materials made of various glass materials and plastic materials can be used. When using a lens made of a plastic material, it is desirable to use a lens molded using a material in which particles having a maximum length of 30 nanometers or less, particularly inorganic particles, are dispersed in the plastic material. By using such a lens made of a plastic material, a change in refractive index due to a temperature change can be made extremely small.
一般に透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難である。しかし、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、例えば無機の微粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が30ナノメートル以下の粒子を分散させることで、屈折率の温度依存性が極めて低い樹脂材料とすることができる。例えばアクリルに酸化ニオブ(Nb)の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。従って、少なくとも1枚のレンズに、このような粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、本実施形態に係る変倍光学系1の全系の環境温度変化に伴うバックフォーカスずれを小さく抑えることができる。 In general, when fine particles are mixed in a transparent plastic material, light scattering occurs and the transmittance decreases, so that it is difficult to use as an optical material. However, by making the size of the microparticles smaller than the wavelength of the transmitted light beam, it is possible to substantially prevent scattering. The refractive index of a plastic material decreases as the temperature increases. For example, the refractive index of inorganic fine particles increases as the temperature increases. Therefore, it is possible to make almost no change in the refractive index by using these temperature dependencies so as to cancel each other. Specifically, by dispersing particles having a maximum length of 30 nanometers or less in a plastic material as a base material, a resin material having extremely low temperature dependency of the refractive index can be obtained. For example, by dispersing fine particles of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) in acrylic, the refractive index change due to temperature change can be reduced. Accordingly, by using a plastic material in which such particles are dispersed for at least one lens, it is possible to suppress a back focus shift caused by an environmental temperature change of the entire variable magnification optical system 1 according to the present embodiment. Can do.
また、変倍光学系1は、光学絞り14の代わりに、撮像素子15に対して遮光を行う機能を有するメカニカルシャッタを配置しても良い。かかるメカニカルシャッタは、例えば撮像素子15としてCCD(Charge Coupled Device)方式のものが用いられた場合に、スミア防止に効果がある。   In the variable magnification optical system 1, a mechanical shutter having a function of shielding light from the image sensor 15 may be disposed instead of the optical aperture 14. Such a mechanical shutter is effective in preventing smear when, for example, a CCD (Charge Coupled Device) type is used as the image sensor 15.
変倍光学系1に備えられている各レンズ群や絞り、シャッタ等の駆動の駆動源としては、従来公知のカム機構やステッピングモータを用いることができる。また、移動量が少ない場合や駆動群の重量が軽い場合には、超小型の圧電アクチュエータを用いれば、駆動部の体積や電力消費の増加を抑えつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、変倍光学系1を含む撮像レンズ装置の更なるコンパクト化が図れるようになる。   A conventionally known cam mechanism or stepping motor can be used as a drive source for driving each lens group, diaphragm, shutter, and the like provided in the variable magnification optical system 1. In addition, when the amount of movement is small or the weight of the drive group is light, it is possible to drive each group independently while suppressing the increase in volume and power consumption of the drive unit by using an ultra-small piezoelectric actuator. Thus, the imaging lens device including the variable magnification optical system 1 can be further downsized.
撮像素子15の受光面上には、ノイズ成分を除去するローパスフィルタ(図略)を配置することが望ましい。このローパスフィルタとして、例えば所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により実現する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。また、光学的なローパスフィルタに代えて、撮像素子15の画像信号に含まれるノイズを低減するために赤外線カットフィルタを用いるようにしてもよい。さらに、光学的ローパスフィルタの表面に赤外線反射コートを施して、両方のフィルタ機能を一つで実現してもよい。   It is desirable to arrange a low-pass filter (not shown) for removing noise components on the light receiving surface of the image sensor 15. As this low-pass filter, for example, a birefringence low-pass filter made of a crystal whose direction of a predetermined crystal axis is adjusted, a phase-type low-pass filter that realizes a required optical cutoff frequency characteristic by a diffraction effect, and the like. Applicable. Further, in place of the optical low-pass filter, an infrared cut filter may be used to reduce noise included in the image signal of the image sensor 15. Furthermore, an infrared reflection coating may be applied to the surface of the optical low-pass filter, so that both filter functions may be realized by one.
撮像素子15は、当該変倍光学系1により結像された被写体の光像の光量に応じて、R、G、B各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路へ出力するものである。例えば撮像素子15としては、CCDが2次元状に配置されたエリアセンサの各CCDの表面に、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されたものを用いることができる。このようなCCDイメージセンサの他、CMOSイメージセンサ、VMISイメージセンサ等も用いることができる。   The image sensor 15 photoelectrically converts the image signals of R, G, and B components and outputs the image signals to a predetermined image processing circuit in accordance with the light amount of the optical image of the subject imaged by the variable magnification optical system 1. It is. For example, as the image pickup device 15, R (red), G (green), and B (blue) color filters are pasted in a checkered pattern on the surface of each CCD of an area sensor in which the CCD is two-dimensionally arranged. In addition, it is possible to use a so-called Bayer type single-chip color area sensor. In addition to such a CCD image sensor, a CMOS image sensor, a VMIS image sensor, or the like can also be used.
<変倍光学系を組み込んだデジタル機器の説明>
次に、以上説明したような変倍光学系1が組み込まれたデジタル機器について説明する。図2は、本発明に係るデジタル機器の一実施形態を示す、デジタルカメラ2の外観構成図である。なお、本発明において、デジタル機器としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、又はこれらの周辺機器(マウス、スキャナ、プリンタ等)を含むものとする。
<Description of digital equipment incorporating variable magnification optical system>
Next, a digital apparatus incorporating the variable magnification optical system 1 as described above will be described. FIG. 2 is an external configuration diagram of the digital camera 2 showing an embodiment of a digital device according to the present invention. In the present invention, the digital device includes a digital still camera, a video camera, a digital video unit, a personal digital assistant (PDA), a personal computer, a mobile computer, or peripheral devices (mouse, scanner, printer). Etc.).
図2(a)はデジタルカメラ2の正面図、(b)は上面図、(c)は側面図、及び(d)は背面図をそれぞれ示している。カメラボディ200の正面側には撮像レンズ装置21が設けられている。上記変倍光学系1は、この撮像レンズ装置21に内蔵されている。また背面側には、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示モニタ22と、電子ビューファインダ23とが設けられている。さらに上面側には、撮影を指示するためのシャッターボタン24と、再生モード(PLAYモード)と記録モード(RECモード)との切り換えを行うための撮影モード切り換えスイッチ25が設けられている。   2A is a front view of the digital camera 2, FIG. 2B is a top view, FIG. 2C is a side view, and FIG. 2D is a rear view. An imaging lens device 21 is provided on the front side of the camera body 200. The variable magnification optical system 1 is built in the imaging lens device 21. On the rear side, a display monitor 22 such as an LCD (Liquid Crystal Display) and an electronic viewfinder 23 are provided. Further, on the upper surface side, a shutter button 24 for instructing photographing and a photographing mode changeover switch 25 for switching between a reproduction mode (PLAY mode) and a recording mode (REC mode) are provided.
また、カメラボディ200の背面側には、電源ON/OFFと、電子ビューファインダ23とモニタ22との表示切換スイッチとを兼ねたスライドスイッチからなるメインスイッチ26が設けられている。このメインスイッチ26の右側方には、再生モード時において記録画像をコマ送りするスイッチ、及び撮像レンズ装置21のズームスイッチとしての機能を果たすプッシュスイッチ群27が配置されている。なお、図中の「T」の印字は望遠を表し、「W」の印字は広角を表す。   On the rear side of the camera body 200, a main switch 26 is provided that is a slide switch that also functions as a power ON / OFF and a display changeover switch between the electronic viewfinder 23 and the monitor 22. On the right side of the main switch 26, a switch 27 that functions as a switch for moving a recorded image in the playback mode and a zoom switch of the imaging lens device 21 is arranged. In the figure, “T” indicates telephoto, and “W” indicates wide-angle.
図3は、上記デジタルカメラ2の撮像に係る電気的な機能構成を示す機能ブロック図である。このデジタルカメラ2は、撮像部30、画像生成部31、画像データバッファ32、画像処理部33、駆動部34、制御部35、記憶部36、及びI/F部37を備えて構成されている。   FIG. 3 is a functional block diagram showing an electrical functional configuration relating to imaging of the digital camera 2. The digital camera 2 includes an imaging unit 30, an image generation unit 31, an image data buffer 32, an image processing unit 33, a drive unit 34, a control unit 35, a storage unit 36, and an I / F unit 37. .
撮像部30は、撮像レンズ装置21(撮像装置)と撮像素子15とを備えて構成される。撮像レンズ装置21は、図1に示したような変倍光学系1と、光軸方向にレンズを駆動し変倍及びフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等とを備えて構成される。被写体からの光線は、変倍光学系1によって撮像素子15の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。   The imaging unit 30 includes an imaging lens device 21 (imaging device) and an imaging element 15. The imaging lens device 21 includes a variable magnification optical system 1 as shown in FIG. 1 and a lens drive device (not shown) for driving the lens in the optical axis direction to perform variable magnification and focusing. . The light beam from the subject is imaged on the light receiving surface of the image sensor 15 by the variable magnification optical system 1 and becomes an optical image of the subject.
撮像素子15は、変倍光学系1により結像された被写体の光学像をR(赤),G(緑),B(青)の色成分の電気信号(画像信号)に変換し、R,G,B各色の画像信号として画像生成部31に出力する。撮像素子15は、制御部35の制御により、静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、又は撮像素子15における各画素の出力信号の読出し(水平同期、垂直同期、転送)等の撮像動作が制御される。   The image sensor 15 converts the optical image of the subject imaged by the variable magnification optical system 1 into electrical signals (image signals) of R (red), G (green), and B (blue) color components. It outputs to the image generation part 31 as an image signal of each color of G and B. The imaging device 15 controls imaging operations such as imaging of either a still image or a moving image or reading of output signals of each pixel (horizontal synchronization, vertical synchronization, transfer) in the imaging device 15 under the control of the control unit 35. Is done.
画像生成部31は、撮像素子15からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整(WB調整)、輪郭補正及び色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から各画素の画像データを生成する。画像生成部31で生成された画像データは、画像データバッファ32に出力される。   The image generation unit 31 performs amplification processing, digital conversion processing, and the like on the analog output signal from the image sensor 15 and determines an appropriate black level, γ correction, and white balance adjustment (WB adjustment) for the entire image. Then, well-known image processing such as contour correction and color unevenness correction is performed to generate image data of each pixel from the image signal. The image data generated by the image generation unit 31 is output to the image data buffer 32.
画像データバッファ32は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部33により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、RAM(Random Access Memory)等で構成される。画像処理部33は、画像データバッファ32の画像データに対し、解像度変換等の画像処理を行う回路である。また、必要に応じて画像処理部33に、変倍光学系1では補正しきれなかった収差を補正させるように構成することも可能である。駆動部34は、制御部35から出力される制御信号により、所望の変倍及びフォーカシングを行わせるように変倍光学系1の複数のレンズ群を駆動する。   The image data buffer 32 is a memory that temporarily stores image data and is used as a work area for performing processing described later on the image data by the image processing unit 33. For example, a RAM (Random Access Memory) is used. Etc. The image processing unit 33 is a circuit that performs image processing such as resolution conversion on the image data in the image data buffer 32. It is also possible to configure the image processing unit 33 to correct aberrations that could not be corrected by the variable magnification optical system 1 as necessary. The drive unit 34 drives a plurality of lens groups of the variable magnification optical system 1 so as to perform desired variable magnification and focusing by a control signal output from the control unit 35.
制御部35は、例えばマイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部30、画像生成部31、画像データバッファ32、画像処理部33、駆動部34、記憶部36及びI/F部37の各部の動作を制御する。すなわち、該制御部35により、被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を、撮像レンズ装置21及び撮像素子15が実行するよう制御される。   The control unit 35 includes, for example, a microprocessor and the like. The control unit 35 includes an imaging unit 30, an image generation unit 31, an image data buffer 32, an image processing unit 33, a drive unit 34, a storage unit 36, and an I / F unit 37. Control the behavior. That is, the control unit 35 controls the imaging lens device 21 and the imaging element 15 to perform at least one of the still image shooting and the moving image shooting of the subject.
記憶部36は、被写体の静止画撮影又は動画撮影により生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、ROM(Read Only Memory)やRAMを備えて構成される。つまり、記憶部36は、静止画用及び動画用のメモリとしての機能を有する。I/F部37は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、USBやIEEE1394等の規格に準拠したインターフェースである。   The storage unit 36 is a storage circuit that stores image data generated by still image shooting or moving image shooting of a subject, and includes, for example, a ROM (Read Only Memory) and a RAM. That is, the storage unit 36 has a function as a still image memory and a moving image memory. The I / F unit 37 is an interface that transmits / receives image data to / from an external device. For example, the I / F unit 37 is an interface that conforms to a standard such as USB or IEEE1394.
以上の通り構成されたデジタルカメラ2の動作の一例として、静止画の撮像動作について説明する。まず制御部35は、撮像レンズ装置21の図略のレンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子15の受光面に結像され、R、G、Bの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部31に出力される。その画像信号は、画像データバッファ32に一時的に記憶され、画像処理部33により画像処理が行われた後、表示用メモリ(図略)に転送され、モニタ22で被写体画像として表示される。この状態でシャッターボタン24を押すことで、静止画像を得ることができる。すなわち、静止画用のメモリとしての記憶部36に画像データが格納される。   As an example of the operation of the digital camera 2 configured as described above, a still image capturing operation will be described. First, the control unit 35 drives a lens driving device (not shown) of the imaging lens device 21 to perform focusing. As a result, a focused optical image is formed on the light receiving surface of the image sensor 15, converted into image signals of R, G, and B color components, and then output to the image generator 31. The image signal is temporarily stored in the image data buffer 32, subjected to image processing by the image processing unit 33, transferred to a display memory (not shown), and displayed as a subject image on the monitor 22. By pressing the shutter button 24 in this state, a still image can be obtained. That is, the image data is stored in the storage unit 36 as a still image memory.
このとき、被写体が撮影者から離れた位置にある、あるいは近くの被写体を拡大したいためズーム撮影を行うときには、変倍ボタンとしてのプッシュスイッチ群27の「T」を押下すると、制御部35は押下時間に応じて変倍のためのレンズ駆動を実行し、変倍光学系1に連続的にズーミングを行わせる。また、ズーミングし過ぎた場合など、被写体の拡大率を下げたい場合には、プッシュスイッチ群27の「W」を押下すると、制御部35は広角方向へのレンズ駆動を実行させる。このようにして、撮影者から離れた被写体であっても、変倍ボタンを用いてその拡大率を調節することができる。そして、通常の等倍撮影と同様、主被写体がそのモニタ22の画面中の所望の位置に収まるように調整し、シャッターボタン24を押すことで、拡大された静止画像を得ることができる。   At this time, when zoom shooting is performed because the subject is at a position away from the photographer or a close subject is desired to be enlarged, the control unit 35 is pressed when the “T” of the push switch group 27 as a magnification button is pressed. The lens drive for zooming is executed according to time, and the zooming optical system 1 is continuously zoomed. In addition, when it is desired to reduce the enlargement ratio of the subject, for example, when zooming is excessive, when the “W” of the push switch group 27 is pressed, the control unit 35 causes the lens to be driven in the wide angle direction. In this way, even with a subject far from the photographer, the enlargement ratio can be adjusted using the magnification button. Then, as in normal normal shooting, an enlarged still image can be obtained by adjusting the main subject to be in a desired position in the screen of the monitor 22 and pressing the shutter button 24.
<変倍光学系のより具体的な実施形態の説明>
以下、図1に示したような変倍光学系1、すなわち図2に示したようなデジタルカメラ2に搭載される撮像レンズ装置21に含まれる変倍光学系1の具体的構成を、図面を参照しつつ説明する。
<Description of More Specific Embodiment of Variable-Magnification Optical System>
A specific configuration of the variable power optical system 1 included in the imaging lens device 21 mounted in the variable power optical system 1 shown in FIG. 1, that is, the digital camera 2 shown in FIG. This will be described with reference to FIG.
図4及び図5は、実施例1の変倍光学系1Aにおけるレンズ群の配列を示す、光軸(AX)を縦断した断面図(光路図)である。図4の光路図は、変倍光学系1Aの広角端(W)におけるレンズ配置を示している。また図5の光路図は変倍光学系1Aの変倍動作を示すもので、(a)は広角端[W]、(b)は中間点[M]、及び(c)は望遠端[T]におけるレンズ配置をそれぞれ示している。これは、以下に示す図6〜図11の光路図でも同様である。   4 and 5 are cross-sectional views (optical path diagrams) in which the optical axis (AX) is cut longitudinally, showing the arrangement of lens groups in the variable magnification optical system 1A of Example 1. FIG. The optical path diagram of FIG. 4 shows the lens arrangement at the wide angle end (W) of the variable magnification optical system 1A. 5 shows the zooming operation of the zooming optical system 1A. (A) is the wide-angle end [W], (b) is the intermediate point [M], and (c) is the telephoto end [T]. ], The lens arrangement is shown respectively. The same applies to the optical path diagrams of FIGS.
実施例1の変倍光学系1Aは、各レンズ群が物体側から順に、全体として正の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)、光学絞り(ST)、全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)、全体として正の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)及び負の光学的パワーを有する第5レンズ群(Gr5)からなる、正・負・正・正・負の5成分ズーム構成であり、図5に示すように、ズーミング時には第1レンズ群(Gr1)〜第4レンズ群(Gr4)がそれぞれ独立な関係で移動する。   The variable magnification optical system 1A of Example 1 includes a first lens group (Gr1) having a positive optical power as a whole, and a second lens group having a negative optical power as a whole. (Gr2), optical stop (ST), third lens group (Gr3) having positive optical power as a whole, fourth lens group (Gr4) having positive optical power as a whole, and negative optical power The fifth lens group (Gr5) has a positive / negative / positive / positive / negative five-component zoom configuration. As shown in FIG. 5, during zooming, the first lens group (Gr1) to the fourth lens group ( Gr4) move in an independent relationship.
図4を参照して、詳しくは実施例1の変倍光学系1Aは、各レンズ群が物体側から順に、以下のように構成されている。第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)、両凸の正レンズ(第2レンズL2)及び物体側に凸の正メニスカスレンズ(第3レンズL3)からなる。なお、第1レンズL1と第2レンズL2とは接合レンズである。第2レンズ群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第4レンズL4)、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第5レンズL5)、両凹の負レンズ(第6レンズL6)、両凸の正レンズ(第7レンズL7)及び像側に凸の負メニスカスレンズ(第8レンズL8)からなる。なお、第6レンズL6と第7レンズL7とは接合レンズである。   Referring to FIG. 4, in detail, in the variable magnification optical system 1A of Example 1, each lens group is configured as follows in order from the object side. The first lens group (Gr1) includes a negative meniscus lens (first lens L1) convex toward the object side, a positive bilens lens (second lens L2), and a positive meniscus lens (third lens L3) convex toward the object side. Consists of. Note that the first lens L1 and the second lens L2 are cemented lenses. The second lens group (Gr2) includes a negative meniscus lens convex to the object side (fourth lens L4), a negative meniscus lens convex to the object side (fifth lens L5), and a biconcave negative lens (sixth lens L6). And a positive biconvex lens (seventh lens L7) and a negative meniscus lens (eighth lens L8) convex on the image side. The sixth lens L6 and the seventh lens L7 are cemented lenses.
第3レンズ群(Gr3)は、両凸の正レンズ(第9レンズL9)、両凸の正レンズ(第10レンズL10)、像側に凸の負メニスカスレンズ(第11レンズL11)及び物体側に凸の負メニスカスレンズ(第12レンズL12)からなる。この第3レンズ群(Gr3)の物体側には、変倍時に該第3レンズ群(Gr3)と共に移動する光学絞り(ST)が備えられている。第4レンズ群(Gr4)は、両凸の正レンズ(第13レンズL13)と像側に凸の負メニスカスレンズ(第14レンズL14)との接合レンズからなる。第5レンズ群(Gr5)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第15レンズL15)1枚で構成されている。この第5レンズ群(Gr5)の像側には、光学的ローパスフィルタ又は赤外カットフィルタ等からなる平行平板(FT)、カバーガラス(CG)を介して、撮像素子(SR)の受光面が配置されている。なお、上記光学絞り(ST)に代えてメカニカルシャッタを配置するようにしても良い(以下の実施例2〜4でも同じ)。   The third lens group (Gr3) includes a biconvex positive lens (ninth lens L9), a biconvex positive lens (tenth lens L10), a negative meniscus lens (eleventh lens L11) convex toward the image side, and the object side. Convex negative meniscus lens (12th lens L12). On the object side of the third lens group (Gr3), an optical stop (ST) that moves together with the third lens group (Gr3) at the time of zooming is provided. The fourth lens group (Gr4) is composed of a cemented lens made up of a biconvex positive lens (13th lens L13) and a negative meniscus lens (14th lens L14) convex on the image side. The fifth lens group (Gr5) is composed of one negative meniscus lens (fifteenth lens L15) convex toward the image side. On the image side of the fifth lens group (Gr5), the light receiving surface of the image sensor (SR) is passed through a parallel plate (FT) made of an optical low-pass filter or an infrared cut filter, and a cover glass (CG). Has been placed. It should be noted that a mechanical shutter may be arranged instead of the optical diaphragm (ST) (the same applies to Examples 2 to 4 below).
図4において各レンズ面に付されている番号ri(i=1,2,3,・・・)は、物体側から数えたときのi番目のレンズ面(ただし、レンズの接合面は1つの面として数えるものとする。)であり、riに「*」印が付されている面は非球面であることを示すものである。なお、光学絞り(ST)、平行平板(FT)及びカバーガラス(CG)の両面、撮像素子(SR)の受光面も1つの面として扱っている。このような扱いは、後述する他の実施例についての光路図(図6、図8、図10)でも同様で、図中の符号の意味は、基本的に図4と同様である。但し、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各図を通じて、最も物体側のレンズ面には同じ符号(r1)が付けられているが、これらの曲率等が実施形態を通じて同一であるという意味ではない。   In FIG. 4, the number ri (i = 1, 2, 3,...) Given to each lens surface is the i-th lens surface when counted from the object side (however, the lens cementing surface is one). It is assumed that the surface marked with “*” is an aspherical surface. The optical diaphragm (ST), the parallel plate (FT), both surfaces of the cover glass (CG), and the light receiving surface of the image sensor (SR) are also handled as one surface. Such treatment is the same in the optical path diagrams (FIGS. 6, 8, and 10) for other embodiments described later, and the meanings of the reference numerals in the drawings are basically the same as those in FIG. However, it does not mean that they are exactly the same. For example, the lens surface closest to the object is denoted by the same reference numeral (r1) throughout the drawings, but these curvatures are the same throughout the embodiments. It does not mean that.
このような構成の下で、物体側から入射した光線は光軸AXに沿って、順に第1、第2第3、第4及び第5レンズ群(Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5)、平行平板(FT)、カバーガラス(CG)を通過し、撮像素子(SR)の受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子(SR)において、平行平板(FT)において修正された光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号としてデジタルカメラや携帯電話機等のメモリに記録されたり、有線あるいは無線により他のデジタル機器に伝送されたりする。   Under such a configuration, light rays incident from the object side are sequentially arranged along the optical axis AX in the first, second, third, fourth, and fifth lens groups (Gr1, Gr2, Gr3, Gr4, Gr5), An optical image of the object is formed on the light receiving surface of the image sensor (SR) through the parallel plate (FT) and the cover glass (CG). In the image sensor (SR), the optical image corrected in the parallel plate (FT) is converted into an electrical signal. This electrical signal is subjected to predetermined digital image processing, image compression processing, and the like as necessary, and is recorded as a digital video signal in a memory of a digital camera, a mobile phone, or the like, or to other digital devices by wire or wirelessly. Or transmitted.
図5に示すように、この実施例1の変倍光学系1Aでは、広角端(W)から望遠端(T)への変倍時に、第1レンズ群(Gr1)は物体に近付く方向に直線的に移動され、第2レンズ群(Gr2)、第3レンズ群(Gr3)及び第4レンズ群(Gr4)は、物体側に凸の軌道を描くように移動される。第5レンズ群(Gr5)は、変倍時固定である。また、この変倍時に、第1レンズ群(Gr1)と第2レンズ群(Gr2)との間の間隔が増大し、第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)の間隔が減少する。   As shown in FIG. 5, in the variable magnification optical system 1A of Example 1, the first lens group (Gr1) is linear in the direction approaching the object at the time of zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T). The second lens group (Gr2), the third lens group (Gr3), and the fourth lens group (Gr4) are moved so as to draw a convex trajectory on the object side. The fifth lens group (Gr5) is fixed during zooming. At the time of zooming, the distance between the first lens group (Gr1) and the second lens group (Gr2) increases, and the distance between the second lens group (Gr2) and the third lens group (Gr3) decreases. To do.
実施例1の変倍光学系1Aにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。   The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1A of Example 1 is shown below.
数値実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θg,F
物面 ∞ ∞
1 90.885 1.600 1.88300 40.8 0.5652
2 40.775 6.145 1.48749 70.5 0.5303
3 -339.265 0.116
4 40.149 5.101 1.49700 81.6 0.5386
5 1012.770 可変
6 44.169 1.000 1.92286 20.9 0.6391
7 10.644 2.881
8 31.886 1.000 1.81359 25.7 0.6161
9* 15.317 4.140
10 -15.530 0.958 1.58913 61.2 0.5395
11 11.698 3.933 1.84666 23.8 0.6191
12 -20.461 1.937
13 -10.109 0.800 1.62041 60.4 0.5399
14 -44.781 可変
15(絞り) ∞ 1.300
16* 8.871 5.461 1.58913 61.2 0.5374
17 -84.116 0.100
18 21.647 3.855 1.49700 81.6 0.5386
19 -8.074 1.724 1.90366 31.3 0.5946
20 -96.076 3.017
21* 21.691 1.006 1.53048 55.7 0.5672
22* 16.669 可変
23 24.330 2.363 1.51680 64.2 0.5342
24 -14.680 1.000 1.92286 20.9 0.6391
25 -20.026 可変
26* -11.691 3.240 1.60280 28.3 0.5948
27* -13.135 0.638
28 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
29 ∞ 0.100
30 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
31(像面) ∞ 0.000
Numerical example 1
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd θg, F
Object ∞ ∞
1 90.885 1.600 1.88300 40.8 0.5652
2 40.775 6.145 1.48749 70.5 0.5303
3 -339.265 0.116
4 40.149 5.101 1.49700 81.6 0.5386
5 1012.770 Variable 6 44.169 1.000 1.92286 20.9 0.6391
7 10.644 2.881
8 31.886 1.000 1.81359 25.7 0.6161
9 * 15.317 4.140
10 -15.530 0.958 1.58913 61.2 0.5395
11 11.698 3.933 1.84666 23.8 0.6191
12 -20.461 1.937
13 -10.109 0.800 1.62041 60.4 0.5399
14 -44.781 Variable 15 (Aperture) ∞ 1.300
16 * 8.871 5.461 1.58913 61.2 0.5374
17 -84.116 0.100
18 21.647 3.855 1.49700 81.6 0.5386
19 -8.074 1.724 1.90366 31.3 0.5946
20 -96.076 3.017
21 * 21.691 1.006 1.53048 55.7 0.5672
22 * 16.669 Variable 23 24.330 2.363 1.51680 64.2 0.5342
24 -14.680 1.000 1.92286 20.9 0.6391
25 -20.026 Variable 26 * -11.691 3.240 1.60280 28.3 0.5948
27 * -13.135 0.638
28 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
29 ∞ 0.100
30 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
31 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第9面
K=0.000、A4=-2.9599E-05、A6=-2.0934E-07、A8=1.2905E-08、A10=-1.9668E-10
第16面
K=0.000、A4=-4.3720E-05、A6=2.4344E-07、A8=-8.2591E-09、A10=1.7966E-10
第21面
K=0.000、A4=-1.3146E-03、A6=-2.1307E-05、A8=-2.4625E-07、A10=1.3891E-08
第22面
K=0.000、A4=-9.4885E-04、A6=-1.8721E-05、A8=2.7312E-07、A10=9.7397E-09
第26面
K=0.000、A4=4.3938E-04、A6=2.1699E-05、A8=-2.1102E-06、A10=4.4565E-08
第27面
K=0.000、A4=1.4909E-03、A6=-3.2757E-05、A8=-5.8581E-07、A10=1.7089E-08
Aspheric data 9th surface
K = 0.000, A4 = -2.9599E-05, A6 = -2.0934E-07, A8 = 1.2905E-08, A10 = -1.9668E-10
16th page
K = 0.000, A4 = -4.3720E-05, A6 = 2.4344E-07, A8 = -8.2591E-09, A10 = 1.7966E-10
21st page
K = 0.000, A4 = -1.3146E-03, A6 = -2.1307E-05, A8 = -2.4625E-07, A10 = 1.3891E-08
22nd page
K = 0.000, A4 = -9.4885E-04, A6 = -1.8721E-05, A8 = 2.7312E-07, A10 = 9.7397E-09
26th page
K = 0.000, A4 = 4.3938E-04, A6 = 2.1699E-05, A8 = -2.1102E-06, A10 = 4.4565E-08
No. 27
K = 0.000, A4 = 1.4909E-03, A6 = -3.2757E-05, A8 = -5.8581E-07, A10 = 1.7089E-08
各種データ
ズーム比 23.959
広角 中間 望遠
焦点距離 4.801 23.517 115.032
Fナンバー 2.880 4.013 4.422
半画角 76.789 17.082 3.483
像高 3.600 3.600 3.600
レンズ全長 85.284 112.431 135.006
BF 0.606 0.604 0.616
d5 0.700 20.491 52.706
d14 24.421 3.905 2.000
d22 2.839 21.513 22.431
d25 2.200 11.400 2.736
Various data Zoom ratio 23.959
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.801 23.517 115.032
F number 2.880 4.013 4.422
Half angle of view 76.789 17.082 3.483
Image height 3.600 3.600 3.600
Total lens length 85.284 112.431 135.006
BF 0.606 0.604 0.616
d5 0.700 20.491 52.706
d14 24.421 3.905 2.000
d22 2.839 21.513 22.431
d25 2.200 11.400 2.736
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 75.039
2 6 -7.333
3 16 15.047
4 23 25.520
5 26 -1130.423
Zoom lens group data Group Start surface Focal length 1 1 75.039
2 6 -7.333
3 16 15.047
4 23 25.520
5 26 -1130.423
上記の面データにおいて、面番号は、図4に示した各レンズ面に付した符号ri(i=1,2,3,…)の番号iが対応する。番号iに*が付された面は非球面(非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面)であることを示す。また、“r”は各面の曲率半径(単位はmm)、“d”は無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔(軸上面間隔)、“nd”は各レンズの屈折率、“νd”はアッベ数、“θg,F”は部分分散比をそれぞれ示している。なお、光学絞り(ST)、平行平面板(FT)及びカバーガラス(CG)の両面、撮像素子(SR)の受光面の各面は平面であるために、それらの曲率半径は∞である。   In the above surface data, the surface number corresponds to the number i of the symbol ri (i = 1, 2, 3,...) Given to each lens surface shown in FIG. The surface marked with * in the number i indicates an aspherical surface (aspherical refractive optical surface or a surface having a refractive action equivalent to an aspherical surface). “R” is the radius of curvature of each surface (unit is mm), “d” is the distance between the lens surfaces on the optical axis in the infinite focus state (axis upper surface distance), and “nd” is the distance between each lens. Refractive index, “νd” indicates Abbe number, and “θg, F” indicates partial dispersion ratio. Since each surface of the optical diaphragm (ST), the plane parallel plate (FT) and the cover glass (CG), and the light receiving surface of the image sensor (SR) are flat surfaces, their curvature radii are ∞.
上記の非球面データは、非球面とされている面(面データにおいて番号iに*が付された面)の円錐係数Kと非球面係数A4,A6,A8,A10の値とをそれぞれ示すものである。なお、光学面の非球面形状は、面頂点を原点、物体から撮像素子に向かう向きをz軸の正の方向とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用い、下記(11)式により定義している。
z=ch2/[1+√{1−(1+k)c22}]+A4・h4+A6・h6+A8・h8+A10・h10
・・・(11)
但し、z:高さhの位置でのz軸方向の変位量(面頂点基準)
h:z軸に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2
c:近軸曲率(=1/曲率半径)
A4,A6,A8,A10:それぞれ4,6,8,10次の非球面係数
k:円錐係数
The above-mentioned aspheric data shows the conic coefficient K and the values of the aspheric coefficients A4, A6, A8, and A10 of the surface that is an aspheric surface (the surface with the number i in the surface data). It is. The aspherical shape of the optical surface uses a local orthogonal coordinate system (x, y, z) in which the vertex of the surface is the origin and the direction from the object toward the imaging device is the positive direction of the z-axis. It is defined by an expression.
z = ch 2 / [1 + √ {1− (1 + k) c 2 h 2 }] + A4 · h 4 + A6 · h 6 + A8 · h 8 + A10 · h 10
(11)
However, z: displacement in the z-axis direction at the position of height h (based on the surface vertex)
h: Height in the direction perpendicular to the z-axis (h 2 = x 2 + y 2 )
c: Paraxial curvature (= 1 / radius of curvature)
A4, A6, A8, A10: 4th, 6th, 8th, and 10th order aspheric coefficients
k: Conical coefficient
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例1の変倍光学系1Aの球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を、図12、図13に示す。図12は広角端[W]、図13は望遠端[T]における各収差を表している。球面収差、非点収差及び倍率色収差の横軸は焦点位置のずれをmm単位で表しており、歪曲収差の横軸は歪量を全体に対する割合(%)で表している。球面収差の縦軸は、入射高で規格化した値で示してあるが、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の縦軸は、画角を度単位で表してある。   FIG. 12 and FIG. 13 show the spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration of the variable magnification optical system 1A of Example 1 under the lens arrangement and configuration as described above. FIG. 12 shows aberrations at the wide-angle end [W], and FIG. 13 shows aberrations at the telephoto end [T]. The horizontal axis of spherical aberration, astigmatism, and lateral chromatic aberration represents the deviation of the focal position in mm, and the horizontal axis of distortion aberration represents the amount of distortion as a percentage (%) of the total. The vertical axis of spherical aberration is shown as a value normalized by the incident height, but the vertical axis of astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration represents the angle of view in degrees.
球面収差の図には、実線でe線(波長546.07nm)、粗点線でg線(波長435.84nm)、密点線でC線(波長656.28nm)の3つの光の収差をそれぞれ示してある。また、非点収差の図中、実線Mはタンジェンシャル(メリディオナル)面、点線Sはサジタル(ラディアル)面における結果をそれぞれ表している。非点収差及び歪曲収差の図は、上記e線(波長546.07nm)を用いた場合の結果である。倍率色収差の図には、実線でg線(波長435.84nm)、点線でC線(波長656.28nm)の収差をそれぞれ示してある。以上のような扱いは、以下に示す実施例2〜4に係るコンストラクションデータ、各収差を示す図14〜図19においても同様である。   In the spherical aberration diagram, three light aberrations are shown: solid line e-line (wavelength 546.07 nm), coarse dotted line g-line (wavelength 435.84 nm), and dense dotted line C-line (wavelength 656.28 nm). It is. In the graph of astigmatism, the solid line M represents the result on the tangential (meridional) plane, and the dotted line S represents the result on the sagittal (radial) plane. The diagrams of astigmatism and distortion are the results when the e-line (wavelength 546.07 nm) is used. In the diagram of lateral chromatic aberration, the solid line shows the aberration of the g-line (wavelength 435.84 nm) and the dotted line shows the aberration of the C-line (wavelength 656.28 nm). The above handling is the same in the construction data according to Examples 2 to 4 shown below and FIGS. 14 to 19 showing the respective aberrations.
図6、図7は、実施例2の変倍光学系1Bにおけるレンズ群の配列を示す、光軸(AX)を縦断した断面図である。この実施例2の変倍光学系1Bは、各レンズ群が物体側から順に、全体として正の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)、光学絞り(ST)、全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)、負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)及び正の光学的パワーを有する第5レンズ群(Gr5)からなる、正・負・正・負・正の5成分ズーム構成であり、図7に示すように、ズーミング時には第1レンズ群(Gr1)〜第4レンズ群(Gr4)がそれぞれ独立な関係で移動する。   6 and 7 are cross-sectional views illustrating the arrangement of lens groups in the variable magnification optical system 1B of Example 2 with the optical axis (AX) cut longitudinally. The variable magnification optical system 1B of the second embodiment includes a first lens group (Gr1) having a positive optical power as a whole, and a second lens having a negative optical power as a whole. Group (Gr2), optical stop (ST), third lens group (Gr3) having positive optical power as a whole, fourth lens group (Gr4) having negative optical power, and positive optical power The zoom lens has a positive / negative / positive / negative / positive five-component zoom configuration including a fifth lens group (Gr5). As shown in FIG. 7, during zooming, the first lens group (Gr1) to the fourth lens group (Gr4) are used. ) Move independently of each other.
図6を参照して、詳しくは実施例2の変倍光学系1Bは、各レンズ群が物体側から順に、以下のように構成されている。第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)、両凸の正レンズ(第2レンズL2)及び物体側に凸の正メニスカスレンズ(第3レンズL3)からなる。なお、第1レンズL1と第2レンズL2とは接合レンズである。第2レンズ群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第4レンズL4)、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第5レンズL5)、両凹の負レンズ(第6レンズL6)、両凸の正レンズ(第7レンズL7)及び像側に凸の負メニスカスレンズ(第8レンズL8)からなる。なお、第6レンズL6と第7レンズL7とは接合レンズである。   Referring to FIG. 6, in detail, in the zoom optical system 1B according to the second embodiment, each lens unit is configured as follows in order from the object side. The first lens group (Gr1) includes a negative meniscus lens (first lens L1) convex toward the object side, a positive bilens lens (second lens L2), and a positive meniscus lens (third lens L3) convex toward the object side. Consists of. Note that the first lens L1 and the second lens L2 are cemented lenses. The second lens group (Gr2) includes a negative meniscus lens convex to the object side (fourth lens L4), a negative meniscus lens convex to the object side (fifth lens L5), and a biconcave negative lens (sixth lens L6). And a positive biconvex lens (seventh lens L7) and a negative meniscus lens (eighth lens L8) convex on the image side. The sixth lens L6 and the seventh lens L7 are cemented lenses.
第3レンズ群(Gr3)は、両凸の正レンズ(第9レンズL9)、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第10レンズL10)、両凸の正レンズ(第11レンズL11)及び物体側に凸の正メニスカスレンズ(第12レンズL12)からなる。なお、第10レンズL10と第11レンズL11とは接合レンズである。この第3レンズ群(Gr3)の物体側には、変倍時に該第3レンズ群(Gr3)と共に移動する光学絞り(ST)が備えられている。第4レンズ群(Gr4)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第13レンズL13)1枚で構成されている。第5レンズ群(Gr5)は、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第14レンズL14)1枚で構成されている。この第5レンズ群(Gr5)の像側には、平行平板(FT)、カバーガラス(CG)を介して、撮像素子(SR)の受光面が配置されている。   The third lens group (Gr3) includes a biconvex positive lens (ninth lens L9), a negative meniscus lens convex to the object side (tenth lens L10), a biconvex positive lens (eleventh lens L11), and the object side. Convex positive meniscus lens (12th lens L12). The tenth lens L10 and the eleventh lens L11 are cemented lenses. On the object side of the third lens group (Gr3), an optical stop (ST) that moves together with the third lens group (Gr3) at the time of zooming is provided. The fourth lens group (Gr4) is composed of one negative meniscus lens (thirteenth lens L13) convex toward the object side. The fifth lens group (Gr5) is composed of one positive meniscus lens (fourteenth lens L14) convex toward the object side. On the image side of the fifth lens group (Gr5), the light receiving surface of the image sensor (SR) is arranged via a parallel plate (FT) and a cover glass (CG).
図7に示すように、この実施例2の変倍光学系1Bでは、広角端(W)から望遠端(T)への変倍時に、第1レンズ群(Gr1)、第3レンズ群(Gr3)及び第4レンズ群(Gr4)は物体に近付く方向に移動され、第2レンズ群(Gr2)は僅かに像側に凸の軌道を描くように移動される。第5レンズ群(Gr5)は、変倍時固定である。また、この変倍時に、第1レンズ群(Gr1)と第2レンズ群(Gr2)との間の間隔が増大し、第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)の間隔が減少する。   As shown in FIG. 7, in the variable magnification optical system 1B of Example 2, the first lens group (Gr1) and the third lens group (Gr3) at the time of zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T). ) And the fourth lens group (Gr4) are moved in the direction approaching the object, and the second lens group (Gr2) is moved so as to draw a slightly convex trajectory on the image side. The fifth lens group (Gr5) is fixed during zooming. At the time of zooming, the distance between the first lens group (Gr1) and the second lens group (Gr2) increases, and the distance between the second lens group (Gr2) and the third lens group (Gr3) decreases. To do.
実施例2の変倍光学系1Bにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。   The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1B of Example 2 is shown below.
数値実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θg,F
物面 ∞ ∞
1 81.747 1.600 1.88300 40.8 0.5652
2 39.993 6.157 1.48749 70.5 0.5303
3 -38695.242 0.100
4 40.756 4.893 1.49700 81.6 0.5386
5 544.482 可変
6 27.433 1.015 1.92286 20.9 0.6391
7 10.217 3.420
8 38.545 1.020 1.90366 31.3 0.5946
9 16.192 2.823
10 -26.078 0.800 1.75700 47.7 0.5555
11 11.485 3.830 1.92286 20.9 0.6391
12 -24.620 2.560
13* -9.701 0.800 1.69350 53.2 0.5464
14 -31.564 可変
15(絞り) ∞ 1.300
16* 9.226 3.890 1.58913 61.2 0.5374
17 -58.849 1.991
18 195.188 1.817 1.80518 25.5 0.6156
19 11.236 2.437 1.49700 81.6 0.5386
20 -24.672 2.338
21* 22.369 5.052 1.53048 55.7 0.5672
22* 23.590 可変
23* 39.555 0.617 1.53048 55.7 0.5672
24* 17.929 可変
25 19.130 1.723 1.54814 45.8 0.5702
26 1213.160 2.008
27 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
28 ∞ 0.100
29 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
30(像面) ∞ 0.000
Numerical example 2
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd θg, F
Object ∞ ∞
1 81.747 1.600 1.88300 40.8 0.5652
2 39.993 6.157 1.48749 70.5 0.5303
3 -38695.242 0.100
4 40.756 4.893 1.49700 81.6 0.5386
5 544.482 Variable 6 27.433 1.015 1.92286 20.9 0.6391
7 10.217 3.420
8 38.545 1.020 1.90366 31.3 0.5946
9 16.192 2.823
10 -26.078 0.800 1.75700 47.7 0.5555
11 11.485 3.830 1.92286 20.9 0.6391
12 -24.620 2.560
13 * -9.701 0.800 1.69350 53.2 0.5464
14 -31.564 Variable 15 (Aperture) ∞ 1.300
16 * 9.226 3.890 1.58913 61.2 0.5374
17 -58.849 1.991
18 195.188 1.817 1.80518 25.5 0.6156
19 11.236 2.437 1.49700 81.6 0.5386
20 -24.672 2.338
21 * 22.369 5.052 1.53048 55.7 0.5672
22 * 23.590 Variable 23 * 39.555 0.617 1.53048 55.7 0.5672
24 * 17.929 Variable 25 19.130 1.723 1.54814 45.8 0.5702
26 1213.160 2.008
27 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
28 ∞ 0.100
29 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
30 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第13面
K=0.000、A4=5.2401E-05、A6=-6.8147E-07、A8=4.9230E-08、A10=-7.9254E-10
第16面
K=0.000、A4=-1.4397E-04、A6=-4.9165E-07、A8=-1.5460E-08、A10=1.0397E-11
第21面
K=0.000、A4=-5.1585E-04、A6=-7.5192E-06、A8=-3.0845E-08、A10=5.6477E-10
第22面
K=0.000、A4=-3.3634E-04、A6=-6.7390E-06、A8=2.7337E-07、A10=-2.6726E-09
第23面
K=0.000、A4=7.5444E-05、A6=-5.1330E-06、A8=6.5022E-07、A10=-3.0721E-08
第24面
K=0.000、A4=9.1420E-05、A6=-6.0334E-06、A8=7.4282E-07、A10=-3.5901E-08
Aspheric data 13th surface
K = 0.000, A4 = 5.2401E-05, A6 = -6.8147E-07, A8 = 4.9230E-08, A10 = -7.9254E-10
16th page
K = 0.000, A4 = -1.4397E-04, A6 = -4.9165E-07, A8 = -1.5460E-08, A10 = 1.0397E-11
21st page
K = 0.000, A4 = -5.1585E-04, A6 = -7.5192E-06, A8 = -3.0845E-08, A10 = 5.6477E-10
22nd page
K = 0.000, A4 = -3.3634E-04, A6 = -6.7390E-06, A8 = 2.7337E-07, A10 = -2.6726E-09
23rd page
K = 0.000, A4 = 7.5444E-05, A6 = -5.1330E-06, A8 = 6.5022E-07, A10 = -3.0721E-08
24th page
K = 0.000, A4 = 9.1420E-05, A6 = -6.0334E-06, A8 = 7.4282E-07, A10 = -3.5901E-08
各種データ
ズーム比 23.955
広角 中間 望遠
焦点距離 4.582 22.435 109.760
Fナンバー 2.880 3.878 4.422
半画角 78.970 17.887 3.704
像高 3.600 3.600 3.600
レンズ全長 80.956 103.648 135.001
BF 0.607 0.601 0.601
d5 0.740 26.284 57.152
d14 22.616 5.936 2.000
d22 1.534 9.878 1.533
d24 2.070 7.559 20.326
Various data Zoom ratio 23.955
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.582 22.435 109.760
F number 2.880 3.878 4.422
Half angle of view 78.970 17.887 3.704
Image height 3.600 3.600 3.600
Total lens length 80.956 103.648 135.001
BF 0.607 0.601 0.601
d5 0.740 26.284 57.152
d14 22.616 5.936 2.000
d22 1.534 9.878 1.533
d24 2.070 7.559 20.326
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 82.073
2 6 -7.179
3 16 13.344
4 23 -62.436
5 25 35.440
Zoom lens group data Start surface Focal length 1 1 82.073
2 6 -7.179
3 16 13.344
4 23 -62.436
5 25 35.440
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例2の変倍光学系1Bの球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を、図14、図15に示す。図14は広角端[W]、図15は望遠端[T]における各収差を表している。   FIG. 14 and FIG. 15 show the spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration of the variable magnification optical system 1B of Example 2 under the lens arrangement and configuration as described above. FIG. 14 shows each aberration at the wide-angle end [W], and FIG. 15 shows each aberration at the telephoto end [T].
図8、図9は、実施例3の変倍光学系1Cにおけるレンズ群の配列を示す、光軸(AX)を縦断した断面図である。この実施例3の変倍光学系1Cは、各レンズ群が物体側から順に、全体として正の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)、光学絞り(ST)、全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)、全体として正の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)及び負の光学的パワーを有する第5レンズ群(Gr5)からなる、正・負・正・正・負の5成分ズーム構成であり、図9に示すように、ズーミング時には第1レンズ群(Gr1)〜第4レンズ群(Gr4)がそれぞれ独立な関係で移動する。   FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of the lens group in the variable magnification optical system 1C of Example 3, with the optical axis (AX) taken longitudinally. The variable magnification optical system 1C of Example 3 includes a first lens group (Gr1) having a positive optical power as a whole, and a second lens having a negative optical power as a whole. Group (Gr2), optical stop (ST), third lens group (Gr3) having positive optical power as a whole, fourth lens group (Gr4) having positive optical power as a whole, and negative optical power The fifth lens group (Gr5) has a positive / negative / positive / positive / negative five-component zoom structure, and as shown in FIG. 9, during zooming, the first lens group (Gr1) to the fourth lens group (Gr4) moves in an independent relationship.
図8を参照して、詳しくは実施例3の変倍光学系1Cは、各レンズ群が物体側から順に、以下のように構成されている。第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)、両凸の正レンズ(第2レンズL2)及び物体側に凸の正メニスカスレンズ(第3レンズL3)からなる。なお、第1レンズL1と第2レンズL2とは接合レンズである。第2レンズ群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第4レンズL4)、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第5レンズL5)、両凹の負レンズ(第6レンズL6)、両凸の正レンズ(第7レンズL7)及び像側に凸の負メニスカスレンズ(第8レンズL8)からなる。なお、第6レンズL6と第7レンズL7とは接合レンズである。   Referring to FIG. 8, in detail, in the zoom optical system 1C according to the third embodiment, each lens unit is configured as follows in order from the object side. The first lens group (Gr1) includes a negative meniscus lens (first lens L1) convex toward the object side, a positive bilens lens (second lens L2), and a positive meniscus lens (third lens L3) convex toward the object side. Consists of. Note that the first lens L1 and the second lens L2 are cemented lenses. The second lens group (Gr2) includes a negative meniscus lens convex to the object side (fourth lens L4), a negative meniscus lens convex to the object side (fifth lens L5), and a biconcave negative lens (sixth lens L6). And a positive biconvex lens (seventh lens L7) and a negative meniscus lens (eighth lens L8) convex on the image side. The sixth lens L6 and the seventh lens L7 are cemented lenses.
第3レンズ群(Gr3)は、両凸の正レンズ(第9レンズL9)、両凸の正レンズ(第10レンズL10)、像側に凸の負メニスカスレンズ(第11レンズL11)及び物体側に凸の負メニスカスレンズ(第12レンズL12)からなる。なお、第10レンズL10と第11レンズL11とは接合レンズである。この第3レンズ群(Gr3)の物体側には、変倍時に該第3レンズ群(Gr3)と共に移動する光学絞り(ST)が備えられている。第4レンズ群(Gr4)は、両凸の正レンズ(第13レンズL13)と像側に凸の負メニスカスレンズ(第14レンズL14)との接合レンズからなる。第5レンズ群(Gr5)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第15レンズL15)1枚で構成されている。この第5レンズ群(Gr5)の像側には、平行平板(FT)、カバーガラス(CG)を介して、撮像素子(SR)の受光面が配置されている。   The third lens group (Gr3) includes a biconvex positive lens (ninth lens L9), a biconvex positive lens (tenth lens L10), a negative meniscus lens (eleventh lens L11) convex toward the image side, and the object side. Convex negative meniscus lens (12th lens L12). The tenth lens L10 and the eleventh lens L11 are cemented lenses. On the object side of the third lens group (Gr3), an optical stop (ST) that moves together with the third lens group (Gr3) at the time of zooming is provided. The fourth lens group (Gr4) is composed of a cemented lens made up of a biconvex positive lens (13th lens L13) and a negative meniscus lens (14th lens L14) convex on the image side. The fifth lens group (Gr5) is composed of one negative meniscus lens (fifteenth lens L15) convex toward the image side. On the image side of the fifth lens group (Gr5), the light receiving surface of the image sensor (SR) is arranged via a parallel plate (FT) and a cover glass (CG).
図9に示すように、この実施例3の変倍光学系1Cでは、第1レンズ群(Gr1)は物体に近付く方向に直線的に移動され、第2レンズ群(Gr2)、第3レンズ群(Gr3)及び第4レンズ群(Gr4)は、物体側に凸の軌道を描くように移動される。第5レンズ群(Gr5)は、変倍時固定である。また、この変倍時に、第1レンズ群(Gr1)と第2レンズ群(Gr2)との間の間隔が増大し、第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)の間隔が減少する。   As shown in FIG. 9, in the variable magnification optical system 1C of Example 3, the first lens group (Gr1) is linearly moved in the direction approaching the object, and the second lens group (Gr2) and the third lens group are moved. (Gr3) and the fourth lens group (Gr4) are moved so as to draw a convex trajectory on the object side. The fifth lens group (Gr5) is fixed during zooming. At the time of zooming, the distance between the first lens group (Gr1) and the second lens group (Gr2) increases, and the distance between the second lens group (Gr2) and the third lens group (Gr3) decreases. To do.
実施例3の変倍光学系1Cにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。   The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1C of Example 3 is shown below.
数値実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θg,F
物面 ∞ ∞
1 99.043 1.600 1.80610 40.7 0.5670
2 40.392 6.327 1.49700 81.6 0.5386
3 -331.403 0.511
4 40.706 4.986 1.48749 70.5 0.5303
5 772.213 可変
6 47.222 1.001 1.84666 23.8 0.6191
7 9.822 2.858
8 35.262 1.008 1.81359 25.7 0.6161
9* 14.887 3.127
10 -15.290 1.356 1.58913 61.2 0.5395
11 12.374 3.431 1.84666 23.8 0.6191
12 -20.372 1.904
13 -10.200 0.823 1.62041 60.4 0.5399
14 -37.160 可変
15(絞り) ∞ 1.300
16* 8.816 5.447 1.58913 61.2 0.5374
17 -92.480 0.311
18 21.242 3.832 1.49700 81.6 0.5386
19 -7.998 3.690 1.90366 31.3 0.5946
20 -81.953 2.230
21* 22.001 1.214 1.53048 55.7 0.5672
22* 17.485 可変
23 28.120 2.378 1.51680 64.2 0.5342
24 -16.094 1.358 1.92286 20.9 0.6391
25 -21.692 可変
26* -12.169 2.371 1.60280 28.3 0.5948
27* -13.010 0.376
28 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
29 ∞ 0.100
30 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
31(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 3
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd θg, F
Object ∞ ∞
1 99.043 1.600 1.80610 40.7 0.5670
2 40.392 6.327 1.49700 81.6 0.5386
3 -331.403 0.511
4 40.706 4.986 1.48749 70.5 0.5303
5 772.213 Variable 6 47.222 1.001 1.84666 23.8 0.6191
7 9.822 2.858
8 35.262 1.008 1.81359 25.7 0.6161
9 * 14.887 3.127
10 -15.290 1.356 1.58913 61.2 0.5395
11 12.374 3.431 1.84666 23.8 0.6191
12 -20.372 1.904
13 -10.200 0.823 1.62041 60.4 0.5399
14 -37.160 Variable 15 (Aperture) ∞ 1.300
16 * 8.816 5.447 1.58913 61.2 0.5374
17 -92.480 0.311
18 21.242 3.832 1.49700 81.6 0.5386
19 -7.998 3.690 1.90366 31.3 0.5946
20 -81.953 2.230
21 * 22.001 1.214 1.53048 55.7 0.5672
22 * 17.485 Variable 23 28.120 2.378 1.51680 64.2 0.5342
24 -16.094 1.358 1.92286 20.9 0.6391
25 -21.692 Variable 26 * -12.169 2.371 1.60280 28.3 0.5948
27 * -13.010 0.376
28 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
29 ∞ 0.100
30 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
31 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第9面
K=0.000、A4=-4.1296E-05、A6=2.1411E-08、A8=5.3737E-09、A10=-1.2983E-10
第16面
K=0.000、A4=-4.8761E-05、A6=1.9174E-07、A8=-1.1770E-08、A10=2.1841E-10
第21面
K=0.000、A4=-1.4137E-03、A6=-2.1858E-05、A8=-2.2985E-07、A10=1.1814E-08
第22面
K=0.000、A4=-1.0946E-03、A6=-1.8655E-05、A8=3.7243E-07、A10=5.6586E-09
第26面
K=0.000、A4=6.6053E-05、A6=4.0325E-05、A8=-2.9779E-06、A10=5.3581E-08
第27面
K=0.000、A4=9.1371E-04、A6=5.0036E-07、A8=-1.9752E-06、A10=3.2864E-08
Aspheric data 9th surface
K = 0.000, A4 = -4.1296E-05, A6 = 2.1411E-08, A8 = 5.3737E-09, A10 = -1.2983E-10
16th page
K = 0.000, A4 = -4.8761E-05, A6 = 1.9174E-07, A8 = -1.1770E-08, A10 = 2.1841E-10
21st page
K = 0.000, A4 = -1.4137E-03, A6 = -2.1858E-05, A8 = -2.2985E-07, A10 = 1.1814E-08
22nd page
K = 0.000, A4 = -1.0946E-03, A6 = -1.8655E-05, A8 = 3.7243E-07, A10 = 5.6586E-09
26th page
K = 0.000, A4 = 6.6053E-05, A6 = 4.0325E-05, A8 = -2.9779E-06, A10 = 5.3581E-08
27th page
K = 0.000, A4 = 9.1371E-04, A6 = 5.0036E-07, A8 = -1.9752E-06, A10 = 3.2864E-08
各種データ
ズーム比 20.000
広角 中間 望遠
焦点距離 4.797 21.441 95.933
Fナンバー 2.880 4.384 4.422
半画角 76.795 18.734 4.178
像高 3.600 3.600 3.600
レンズ全長 85.599 108.146 134.889
BF 0.600 0.600 0.600
d5 1.017 15.739 51.964
d14 24.148 3.836 2.000
d22 2.921 20.875 19.869
d25 2.272 12.456 5.816
Various data Zoom ratio 20.000
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.797 21.441 95.933
F number 2.880 4.384 4.422
Half angle of view 76.795 18.734 4.178
Image height 3.600 3.600 3.600
Total lens length 85.599 108.146 134.889
BF 0.600 0.600 0.600
d5 1.017 15.739 51.964
d14 24.148 3.836 2.000
d22 2.921 20.875 19.869
d25 2.272 12.456 5.816
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 75.293
2 6 -7.246
3 16 14.834
4 23 28.268
5 26 5194.865
Zoom lens group data Group Start surface Focal length 1 1 75.293
2 6 -7.246
3 16 14.834
4 23 28.268
5 26 5194.865
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例3の変倍光学系1Cの球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を、図16、図17に示す。図16は広角端[W]、図17は望遠端[T]における各収差を表している。   FIG. 16 and FIG. 17 show the spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration of the variable magnification optical system 1C of Example 3 under the lens arrangement and configuration as described above. FIG. 16 shows aberrations at the wide-angle end [W], and FIG. 17 shows aberrations at the telephoto end [T].
図10、図11は、実施例4の変倍光学系1Dにおけるレンズ群の配列を示す、光軸(AX)を縦断した断面図である。この実施例4の変倍光学系1Dは、各レンズ群が物体側から順に、全体として正の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)、光学絞り(ST)、全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)、全体として正の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)及び正の光学的パワーを有する第5レンズ群(Gr5)からなる、正・負・正・正・正の5成分ズーム構成であり、図11に示すように、ズーミング時には第1レンズ群(Gr1)〜第4レンズ群(Gr4)がそれぞれ独立な関係で移動する。   FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views of the lens group in the variable magnification optical system 1D of Example 4 taken along the optical axis (AX). The variable magnification optical system 1D of Example 4 includes a first lens group (Gr1) having a positive optical power as a whole, and a second lens having a negative optical power as a whole. Group (Gr2), optical stop (ST), third lens group (Gr3) having positive optical power as a whole, fourth lens group (Gr4) having positive optical power as a whole, and positive optical power The fifth lens group (Gr5) having a positive, negative, positive, positive, and positive five-component zoom configuration, as shown in FIG. 11, during zooming, the first lens group (Gr1) to the fourth lens group (Gr4) moves in an independent relationship.
図10を参照して、詳しくは実施例4の変倍光学系1Dは、各レンズ群が物体側から順に、以下のように構成されている。第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)、両凸の正レンズ(第2レンズL2)及び物体側に凸の正メニスカスレンズ(第3レンズL3)からなる。なお、第1レンズL1と第2レンズL2とは接合レンズである。第2レンズ群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第4レンズL4)、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第5レンズL5)、両凹の負レンズ(第6レンズL6)、両凸の正レンズ(第7レンズL7)及び像側に凸の負メニスカスレンズ(第8レンズL8)からなる。なお、第6レンズL6と第7レンズL7とは接合レンズである。   Referring to FIG. 10, in detail, in the zoom optical system 1D according to the fourth exemplary embodiment, each lens group is configured as follows in order from the object side. The first lens group (Gr1) includes a negative meniscus lens (first lens L1) convex toward the object side, a positive bilens lens (second lens L2), and a positive meniscus lens (third lens L3) convex toward the object side. Consists of. Note that the first lens L1 and the second lens L2 are cemented lenses. The second lens group (Gr2) includes a negative meniscus lens convex to the object side (fourth lens L4), a negative meniscus lens convex to the object side (fifth lens L5), and a biconcave negative lens (sixth lens L6). And a positive biconvex lens (seventh lens L7) and a negative meniscus lens (eighth lens L8) convex on the image side. The sixth lens L6 and the seventh lens L7 are cemented lenses.
第3レンズ群(Gr3)は、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第9レンズL9)、両凸の正レンズ(第10レンズL10)、像側に凸の負メニスカスレンズ(第11レンズL11)及び物体側に凸の負メニスカスレンズ(第12レンズL12)からなる。なお、第10レンズL10と第11レンズL11とは接合レンズである。この第3レンズ群(Gr3)の物体側には、変倍時に該第3レンズ群(Gr3)と共に移動する光学絞り(ST)が備えられている。第4レンズ群(Gr4)は、両凸の正レンズ(第13レンズL13)と像側に凸の負メニスカスレンズ(第14レンズL14)との接合レンズからなる。第5レンズ群(Gr5)は、像側に凸の正メニスカスレンズ(第15レンズL15)1枚で構成されている。この第5レンズ群(Gr5)の像側には、平行平板(FT)、カバーガラス(CG)を介して、撮像素子(SR)の受光面が配置されている。   The third lens group (Gr3) includes a positive meniscus lens (ninth lens L9) convex toward the object side, a positive biconvex lens (tenth lens L10), and a negative meniscus lens (eleventh lens L11) convex toward the image side. And a negative meniscus lens (the twelfth lens L12) convex toward the object side. The tenth lens L10 and the eleventh lens L11 are cemented lenses. On the object side of the third lens group (Gr3), an optical stop (ST) that moves together with the third lens group (Gr3) at the time of zooming is provided. The fourth lens group (Gr4) is composed of a cemented lens made up of a biconvex positive lens (13th lens L13) and a negative meniscus lens (14th lens L14) convex on the image side. The fifth lens group (Gr5) is composed of one positive meniscus lens (fifteenth lens L15) convex toward the image side. On the image side of the fifth lens group (Gr5), the light receiving surface of the image sensor (SR) is arranged via a parallel plate (FT) and a cover glass (CG).
図11に示すように、この実施例4の変倍光学系1Dでは、第1レンズ群(Gr1)は物体に近付く方向に直線的に移動され、第2レンズ群(Gr2)、第3レンズ群(Gr3)及び第4レンズ群(Gr4)は、物体側に凸の軌道を描くように移動される。第5レンズ群(Gr5)は、変倍時固定である。また、この変倍時に、第1レンズ群(Gr1)と第2レンズ群(Gr2)との間の間隔が増大し、第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)の間隔が減少する。   As shown in FIG. 11, in the variable magnification optical system 1D of Example 4, the first lens group (Gr1) is linearly moved in the direction approaching the object, and the second lens group (Gr2) and the third lens group are moved. (Gr3) and the fourth lens group (Gr4) are moved so as to draw a convex trajectory on the object side. The fifth lens group (Gr5) is fixed during zooming. At the time of zooming, the distance between the first lens group (Gr1) and the second lens group (Gr2) increases, and the distance between the second lens group (Gr2) and the third lens group (Gr3) decreases. To do.
実施例4の変倍光学系1Dにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。   The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1D of Example 4 is shown below.
数値実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θg,F
物面 ∞ ∞
1 95.356 1.600 1.80450 39.6 0.5709
2 45.438 5.730 1.49700 81.6 0.5386
3 -259.670 0.100
4 42.109 4.291 1.49700 81.6 0.5386
5 216.139 可変
6 37.515 1.014 1.80518 25.5 0.6156
7 9.265 3.926
8 134.570 1.000 1.80518 25.5 0.6156
9 19.219 3.386
10 -14.598 0.801 1.56883 56.0 0.5488
11 13.367 3.332 1.84666 23.8 0.6191
12 -19.256 1.886
13* -9.871 0.800 1.58913 61.2 0.5374
14 -31.794 可変
15(絞り) ∞ 1.300
16* 8.602 3.971 1.58913 61.2 0.5374
17 214.849 0.100
18 17.252 5.333 1.49700 81.6 0.5386
19 -7.500 2.615 1.90366 31.3 0.5946
20 -122.455 2.284
21* 23.203 2.406 1.53048 55.7 0.5672
22* 20.704 可変
23 35.111 2.323 1.51680 64.2 0.5342
24 -14.879 1.000 1.92286 20.9 0.6391
25 -19.321 可変
26* -10.906 1.150 1.60280 28.3 0.5948
27* -10.351 0.300
28 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
29 ∞ 0.100
30 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
31(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 4
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd θg, F
Object ∞ ∞
1 95.356 1.600 1.80450 39.6 0.5709
2 45.438 5.730 1.49700 81.6 0.5386
3 -259.670 0.100
4 42.109 4.291 1.49700 81.6 0.5386
5 216.139 Variable 6 37.515 1.014 1.80518 25.5 0.6156
7 9.265 3.926
8 134.570 1.000 1.80518 25.5 0.6156
9 19.219 3.386
10 -14.598 0.801 1.56883 56.0 0.5488
11 13.367 3.332 1.84666 23.8 0.6191
12 -19.256 1.886
13 * -9.871 0.800 1.58913 61.2 0.5374
14 -31.794 Variable 15 (Aperture) ∞ 1.300
16 * 8.602 3.971 1.58913 61.2 0.5374
17 214.849 0.100
18 17.252 5.333 1.49700 81.6 0.5386
19 -7.500 2.615 1.90366 31.3 0.5946
20 -122.455 2.284
21 * 23.203 2.406 1.53048 55.7 0.5672
22 * 20.704 Variable 23 35.111 2.323 1.51680 64.2 0.5342
24 -14.879 1.000 1.92286 20.9 0.6391
25 -19.321 Variable 26 * -10.906 1.150 1.60280 28.3 0.5948
27 * -10.351 0.300
28 ∞ 0.600 1.51680 64.2 0.5342
29 ∞ 0.100
30 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.5342
31 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第13面
K=0.000、A4=2.3475E-05、A6=-2.3434E-07、A8=1.0334E-08、A10=-4.2607E-11
第16面
K=0.000、A4=-3.9975E-05、A6=5.4330E-07、A8=-1.7529E-08、A10=3.5485E-10
第21面
K=0.000、A4=-9.4971E-04、A6=-1.7946E-05、A8=-2.8027E-07、A10=-2.6674E-09
第22面
K=0.000、A4=-4.8964E-04、A6=-1.4059E-05、A8=6.7553E-08、A10=6.1306E-09
第26面
K=0.000、A4=5.5693E-05、A6=1.6545E-04、A8=-1.0783E-05、A10=1.9788E-07
第27面
K=0.000、A4=3.1217E-04、A6=2.4040E-04、A8=-1.5976E-05、A10=2.9153E-07
Aspheric data 13th surface
K = 0.000, A4 = 2.3475E-05, A6 = -2.3434E-07, A8 = 1.0334E-08, A10 = -4.2607E-11
16th page
K = 0.000, A4 = -3.9975E-05, A6 = 5.4330E-07, A8 = -1.7529E-08, A10 = 3.5485E-10
21st page
K = 0.000, A4 = -9.4971E-04, A6 = -1.7946E-05, A8 = -2.8027E-07, A10 = -2.6674E-09
22nd page
K = 0.000, A4 = -4.8964E-04, A6 = -1.4059E-05, A8 = 6.7553E-08, A10 = 6.1306E-09
26th page
K = 0.000, A4 = 5.5693E-05, A6 = 1.6545E-04, A8 = -1.0783E-05, A10 = 1.9788E-07
27th page
K = 0.000, A4 = 3.1217E-04, A6 = 2.4040E-04, A8 = -1.5976E-05, A10 = 2.9153E-07
各種データ
ズーム比 24.000
広角 中間 望遠
焦点距離 4.760 23.324 114.240
Fナンバー 2.880 3.834 4.422
半画角 77.159 17.273 3.512
像高 3.600 3.600 3.600
レンズ全長 83.156 110.350 135.000
BF 0.600 0.600 0.600
d5 0.700 17.695 52.835
d14 24.392 3.181 2.000
d22 2.992 22.045 25.218
d25 2.626 14.982 2.500
Various data Zoom ratio 24.000
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.760 23.324 114.240
F number 2.880 3.834 4.422
Half angle of view 77.159 17.273 3.512
Image height 3.600 3.600 3.600
Total lens length 83.156 110.350 135.000
BF 0.600 0.600 0.600
d5 0.700 17.695 52.835
d14 24.392 3.181 2.000
d22 2.992 22.045 25.218
d25 2.626 14.982 2.500
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 76.489
2 6 -7.403
3 16 14.726
4 23 28.549
5 26 189.674
Zoom lens group data Start surface Focal length 1 1 76.489
2 6 -7.403
3 16 14.726
4 23 28.549
5 26 189.674
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例4の変倍光学系1Dの球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を、図18、図19に示す。図18は広角端[W]、図19は望遠端[T]における各収差を表している。   FIG. 18 and FIG. 19 show the spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration of the variable magnification optical system 1D of Example 4 under the lens arrangement and configuration as described above. 18 shows each aberration at the wide-angle end [W], and FIG. 19 shows each aberration at the telephoto end [T].
上記に列挙した実施例1〜4の変倍光学系1A〜1Dに、上述した条件式(1)〜(6)を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表1に示す。   Table 1 shows numerical values when the above-described conditional expressions (1) to (6) are applied to the variable magnification optical systems 1A to 1D of Examples 1 to 4 listed above.
以上説明したように、上記実施例1〜4に係る変倍光学系1A〜1Dによれば、本発明に係る要件を満足している結果、φ7.2mmの像円径において、広角端[W]、望遠端[T]のいずれにおいても、球面収差が略50μm以内に収まり、g線およびC線の倍率色収差は略10μm以内に収まり、さらに望遠端[T]の軸上色収差は略100μm以内に収まっており、優れた光学特性を有している。このように、変倍光学系1A〜1Dは、20倍以上という高変倍比にもかかわらず、優れた光学特性を保持しつつ小型化が達成されている。   As described above, according to the variable magnification optical systems 1A to 1D according to the first to fourth embodiments, as a result of satisfying the requirements according to the present invention, at the image circle diameter of φ7.2 mm, the wide angle end [W ] And the telephoto end [T], the spherical aberration is within about 50 μm, the chromatic aberration of magnification for the g-line and C-line is within about 10 μm, and the axial chromatic aberration at the telephoto end [T] is within about 100 μm. And has excellent optical properties. As described above, the variable magnification optical systems 1A to 1D are miniaturized while maintaining excellent optical characteristics despite the high variable magnification ratio of 20 times or more.
本発明に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical path figure of the variable magnification optical system which concerns on this invention. 本発明に係る変倍光学系を搭載したデジタルカメラの外観構成図であって、(a)はデジタルカメラの正面図、(b)は上面図、(c)は側面図、及び(d)は背面図をそれぞれ示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external appearance block diagram of the digital camera carrying the variable magnification optical system based on this invention, Comprising: (a) is a front view of a digital camera, (b) is a top view, (c) is a side view, (d) is The rear views are shown respectively. 本発明に係る変倍光学系を具備するデジタル機器の一例としてのデジタルカメラの機能構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the function structure of the digital camera as an example of the digital apparatus which comprises the variable magnification optical system which concerns on this invention. 実施例1に係る変倍光学系の広角端における光路図を示す断面図である。3 is a cross-sectional view illustrating an optical path diagram at a wide-angle end of a variable magnification optical system according to Example 1. FIG. 実施例1に係る変倍光学系の光路図を示す断面図であって、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端の光路図をそれぞれ示している。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an optical path diagram of the variable magnification optical system according to the first embodiment, where (a) illustrates an optical path diagram at the wide-angle end, (b) illustrates an intermediate path, and (c) illustrates an optical path diagram at a telephoto end. 実施例2に係る変倍光学系の広角端における光路図を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating an optical path diagram at a wide angle end of a variable magnification optical system according to Example 2. FIG. 実施例2に係る変倍光学系の光路図を示す断面図であって、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端の光路図をそれぞれ示している。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an optical path diagram of a variable magnification optical system according to Example 2, wherein (a) shows an optical path diagram at the wide-angle end, (b) shows an intermediate position, and (c) shows an optical path diagram at a telephoto end. 実施例3に係る変倍光学系の広角端における光路図を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating an optical path diagram at a wide angle end of a variable magnification optical system according to Example 3. FIG. 実施例3に係る変倍光学系の光路図を示す断面図であって、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端の光路図をそれぞれ示している。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an optical path diagram of a variable magnification optical system according to Example 3, wherein (a) shows an optical path diagram at the wide-angle end, (b) shows an intermediate lens, and (c) shows an optical path diagram at a telephoto end. 実施例4に係る変倍光学系の広角端における光路図を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating an optical path diagram at a wide angle end of a variable magnification optical system according to Example 4. FIG. 実施例4に係る変倍光学系の光路図を示す断面図であって、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端の光路図をそれぞれ示している。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical path diagram of a variable magnification optical system according to Example 4, wherein (a) shows the optical path diagram at the wide-angle end, (b) shows the middle and (c) shows the optical path diagram at the telephoto end. 実施例1の広角端におけるレンズ群の収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram of the lens unit at the wide angle end according to Example 1. 実施例1の望遠端におけるレンズ群の収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram of the lens unit at the telephoto end according to Example 1. 実施例2の広角端におけるレンズ群の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of the lens unit at the wide angle end according to Example 2. 実施例2の望遠端におけるレンズ群の収差図である。6 is an aberration diagram of a lens group at a telephoto end according to Example 2. FIG. 実施例3の広角端におけるレンズ群の収差図である。10 is an aberration diagram of a lens unit at a wide angle end according to Example 3. FIG. 実施例3の望遠端におけるレンズ群の収差図である。10 is an aberration diagram of a lens group at a telephoto end according to Example 3. FIG. 実施例4の広角端におけるレンズ群の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of a lens unit at a wide angle end according to Example 4. 実施例4の望遠端におけるレンズ群の収差図である。10 is an aberration diagram of a lens group at a telephoto end according to Example 4. FIG.
符号の説明Explanation of symbols
1、1A〜1D 変倍光学系
11、Gr1 第1レンズ群
12、Gr2 第2レンズ群
13、Gr3 第3レンズ群
Gr4 第4レンズ群
Gr5 第5レンズ群
14、ST 光学絞り
15、SR 撮像素子
AX 光軸
2 デジタルカメラ(デジタル機器)
21 撮像レンズ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A-1D Variable magnification optical system 11, Gr1 1st lens group 12, Gr2 2nd lens group 13, Gr3 3rd lens group Gr4 4th lens group Gr5 5th lens group 14, ST Optical aperture 15, SR image pick-up element AX Optical axis 2 Digital camera (digital equipment)
21. Imaging lens device

Claims (8)

  1. 物体側から順に、正の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、を少なくとも含み、
    広角端から望遠端への変倍において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間の間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間の間隔が減少し、
    前記第1レンズ群は少なくとも1枚の負レンズを含んで構成され、前記第2レンズ群は最も物体側に像側へ凹面を向けた負レンズを含んで構成されてなり、
    下記(1)及び(2)の条件式を満たすことを特徴とする変倍光学系。
    νd<30 ・・・(1)
    50>νd1n>30 ・・・(2)
    但し、νd:第2レンズ群内の最も物体側の負レンズのアッベ数
    νd1n:第1レンズ群内の負レンズの平均アッベ数
    In order from the object side, at least a first lens group having positive optical power, a second lens group having negative optical power, and a third lens group having positive optical power,
    In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases. ,
    The first lens group includes at least one negative lens, and the second lens group includes a negative lens with a concave surface facing the image side closest to the object side,
    A variable magnification optical system satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
    νd 2 <30 (1)
    50> νd 1n > 30 (2)
    Where νd 2 : Abbe number of the most object-side negative lens in the second lens group
    νd 1n : Average Abbe number of the negative lens in the first lens group
  2. 前記第2レンズ群内の最も物体側に位置する負レンズが、下記(3)の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
    θg,F+0.001767*νd−0.6477>0.004 ・・・(3)
    但し、θg,F:第2レンズ群内の最も物体側に位置する負レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比
    なお、上式で「*」は乗算を、「/」は除算を示す。以下、同じ。
    2. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein the negative lens located closest to the object side in the second lens group satisfies the following conditional expression (3).
    θg, F 2 + 0.001767 * νd 2 −0.6477> 0.004 (3)
    However, θg, F 2 : Partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the negative lens located closest to the object side in the second lens group. “*” Indicates multiplication, and “/” indicates division. same as below.
  3. 前記第1レンズ群に含まれる負レンズが、下記(4)の条件式を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の変倍光学系。
    θg,F1n+0.001767*νd1n−0.6477<−0.004 ・・・(4)
    但し、θg,F1n:第1レンズ群の前記負レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比の平均値
    3. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein the negative lens included in the first lens group satisfies the following conditional expression (4): 3.
    θg, F 1n + 0.001767 * νd 1n −0.6477 <−0.004 (4)
    However, θg, F 1n : Average value of partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the negative lens of the first lens group
  4. 前記第1レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも1枚が、下記(5)の条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の変倍光学系。
    θg,F1p+0.001767*νd1p−0.6477>0.004 ・・・(5)
    但し、θg,F1p:第1レンズ群の前記正レンズの、θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)で定義される部分分散比
    4. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein at least one positive lens included in the first lens group satisfies the following conditional expression (5): 5.
    θg, F 1p + 0.001767 * νd 1p −0.6477> 0.004 (5)
    However, θg, F 1p : Partial dispersion ratio defined by θg, F = (ng−nF) / (nF−nC) of the positive lens of the first lens group
  5. 下記(6)〜(8)の条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の変倍光学系。
    1.7<f1/√(fw*ft)<4.8 ・・・(6)
    −0.63<f2/√(fw*ft)<−0.08 ・・・(7)
    0.21<f3/√(fw*ft)<1.25 ・・・(8)
    但し、f1:第1レンズ群の焦点距離
    f2:第2レンズ群の焦点距離
    f3:第3レンズ群の焦点距離
    fw:広角端における全系の焦点距離
    ft:望遠端における全系の焦点距離
    The variable magnification optical system according to claim 1, wherein the following conditional expressions (6) to (8) are satisfied.
    1.7 <f1 / √ (fw * ft) <4.8 (6)
    −0.63 <f2 / √ (fw * ft) <− 0.08 (7)
    0.21 <f3 / √ (fw * ft) <1.25 (8)
    Where f1: focal length of the first lens group
    f2: Focal length of the second lens group
    f3: focal length of the third lens unit
    fw: focal length of the entire system at the wide angle end
    ft: focal length of the entire system at the telephoto end
  6. 下記(9)の条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の変倍光学系。
    10.0≦ft/fw ・・・(9)
    The zoom lens system according to claim 1, wherein the following conditional expression (9) is satisfied.
    10.0 ≦ ft / fw (9)
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする撮像装置。   A variable power optical system according to any one of claims 1 to 6 and an image sensor that converts an optical image into an electrical signal, and the variable power optical system is configured to optically detect an object on a light receiving surface of the image sensor. An image pickup apparatus capable of forming an image.
  8. 請求項7に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部と、を具備し、
    前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とするデジタル機器。
    An imaging device according to claim 7;
    A controller that causes the imaging device and the imaging device to perform at least one of still image shooting and moving image shooting of a subject,
    A digital apparatus, wherein the variable magnification optical system of the imaging device is assembled so as to form an optical image of a subject on a light receiving surface of the imaging device.
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